Elaboração e avaliação da biodegradabilidade de compósitos à base de poliéster e amido com palha de milho

O uso de polímeros e de compósitos biodegradáveis se apresenta como uma solução para o problema gerado pelo descarte de grandes quantidades de resíduos plásticos no ambiente. Os polímeros convencionais, além de não biodegradáveis, tem como fonte um material não-renovável, o petróleo. Os polímeros biodegradáveis, produzidos a partir de materiais renováveis, frequentemente apresentam como desvantagem o alto custo e propriedades nem sempre satisfatórias. Neste contexto, os compósitos poliméricos se apresentam como uma alternativa, pela possibilidade de incorporar cargas, tanto de origem vegetal como mineral, para alterar propriedades, adequando-as à finalidade do material. Além disso, para viabilizá-los economicamente, há o uso de cargas de baixo custo, como resíduos agrícolas. Neste estudo foram elaborados compósitos de poli(adipato-co-tereftalato de butileno) e amido (ECOBRAS) com palha de milho, em diferentes concentrações. Foi utilizada a palha de milho in natura, resíduo agrícola abundante, como forma de reduzir os custos e aumentar a proporção de produtos naturais usados, considerando que o ECOBRAS já possui amido em sua composição. O ensaio de tração e análises de DSC, TGA, FTIR, MO e MEV foram utilizadas para caracterizar e avaliar as propriedades dos compósitos. A matriz polimérica e os compósitos foram submetidos ao ensaio de biodegradabilidade através do enterro em solo simulado, segundo a norma ASTM G 160-03, por períodos variando de 2 a 15 semanas. Após cada período de enterro, foram determinadas a perda de massa e a morfologia dos corpos de prova e foram realizadas análises de TGA e FTIR. Os compósitos apresentaram menor resistência à tração que a matriz polimérica. No ensaio de biodegradabilidade, todos os compósitos foram considerados biodegradáveis, embora o acréscimo de palha tenha aumentado o tempo de degradação

Estudo da degradação de amônia com ácido de caro em efluentes industriais aquosos

A amônia é considerada uma substância poluente em água. A legislação permite uma concentração máxima de 5,0 mg/L de amônia em efluentes industriais. Como vários processos industriais geram rejeitos com concentrações bem mais elevadas de amônia do que este limite, este trabalho visa estudar a utilização do ácido de caro na degradação da amônia nesses efluentes. O ácido sulfúrico em presença de peróxido de hidrogênio apresenta alto poder oxidativo. Sob determinadas condições, este ácido pode oxidar a amônia a nitrato. O trabalho teve como objetivo principal o estudo das variáveis dessa reação tais como tempo, concentração de reagentes, catalisadores, a fim de aperfeiçoar o processo de degradação. Utilizou-se amostra de efluente sintético contendo amônia na faixa de 20-40 mg/L e no processo de degradação foram variados parâmetros tais como o metal utilizado como catalisador (Cu2+, Fe2+, Co2+ e Mo6+), a concentração desses catalisadores, a temperatura do processo de degradação e razão molar H2SO5:NH3. No trabalho, foi observado que a degradação de amônia com ácido de caro catalisado com cobalto (II) foi a que apresentou melhores resultados. O ácido de caro mostrou ser mais eficiente nas seguintes condições: [Co2+] = 2 mg/L, pH = 9, H2SO5:NH3 = 6,25:1, temperatura = 40 C, o que levou a valores de amônia abaixo de 0,1 mg/L em apenas 60 minutos de um efluente sintético com amônia aproximadamente 25 mg/L. A utilização de cobalto como catalisador diminui a quantidade de ácido de caro necessário no processo oxidativo além de não ter limite para descarte de cobalto em efluentes industriais

Caracterização e utilização do resíduo de palha de milho para obtenção de nanocelulose

Esta Dissertação discorre sobre a pesquisa de caracterização de palha de milho e a sua utilização como matéria prima para a obtenção de nanocelulose. Segundo o IBGE, este resíduo agrícola foi produzido no Brasil, no ano de 2013, em cerca de seis milhões de toneladas. As amostras deste resíduo lignocelulósico utilizadas neste trabalho foram coletadas na forma cotidiana de descarte mais frequentemente encontrada em supermercados e feiras livres. Procedeu-se, então, ao beneficiamento mecânico, beneficiamento químico (mercerização e branqueamento) e hidrólise ácida dessas amostras, o que produziu os seguintes materiais: palha de milho beneficiada mecanicamente, palha de milho beneficiada quimicamente e nanocelulose. Cada um destes materiais foi caracterizado, conforme o tipo, por menos ou mais dos seguintes ensaios: determinação de densidade, determinação de umidade, determinação do teor de cinzas, resistência à tração, determinação do teor de extraíveis, determinação do teor de holocelulose, determinação do teor de hemicelulose, determinação do teor de alfacelulose, determinação do teor de lignina, análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia por infravermelho por transformada de Fourier (FTIR), índice de cristalinidade por difração de raios-x (CrI), medição do tamanho de partícula por espalhamento de luz dinâmico (DLS), morfologia por microscopia eletrônica de varredura (SEM) e determinação do rendimento dos produtos de hidrólise. Nesta pesquisa também se estudou, empregando a técnica de planejamento de experimento fatorial com ponto central, a influência dos fatores razão fibra/ácido e tempo da reação na obtenção da nanocelulose, conseguida com êxito em todos os experimentos executados com a palha de milho que foi branqueada de forma efetiva neste trabalho

Avaliação de microplásticos em praias da Baía de Guanabara, Rio de Janeiro, RJ, Brasil

Neste trabalho foram analisados sedimentos marinhos de três praias da Baía de Guanabara (praia de São Bento e praia da Bica, na Ilha do Governador, e praia de São Francisco, em Niterói), Rio de Janeiro, para avaliar a presença de microplásticos (fragmentos plásticos com tamanho ≤ 5 mm) nestes ambientes. Os detritos plásticos visíveis (macroplástico) foram separados dos sedimentos manualmente e pesados. Os detritos plásticos não visíveis foram separados por densidade com solução saturada de cloreto de sódio. Os fragmentos plásticos obtidos com a separação por densidade foram caracterizados por microscopia óptica para avaliar forma e superfície, e foram classificados e quantificados em função de seu tamanho. Os fragmentos microplásticos foram separados e caracterizados por espectrometria de absorção na região do infravermelho por reflexão atenuada (ATR FT IR). Os espectros obtidos foram comparados com espectros padrão de polímeros. As três praias se apresentam contaminadas com lixo macroplástico e com lixo microplástico. Na praia da Bica, foram coletados 173 fragmentos, dos quais 73% são microplásticos. Na praia de São Bento foram 81 fragmentos e na praia de São Francisco foram 73 fragmentos, dos quais 70% e 86%, respectivamente, são microplásticos. Nas três praias foram encontrados fragmentos microplásticos de poliestireno expandido. Nas praias da Bica e de São Bento foram encontrados fragmentos de polietileno; nas praias de São Bento e São Francisco foram encontrados fragmentos microplásticos de polipropileno. O descarte irregular de lixo e atividades industriais e comerciais no entorno da baía podem ser apontados como possíveis fontes contaminantes

Ocorrência e ecotoxicidade de desreguladores endócrinos químicos em ambientes aquáticos e em sistemas de tratamento de esgoto

A aplicabilidade de um método selecionado de medição indireta de vitelogenina (Vtg) em plasma sanguíneo de peixe, baseado na quantificação de fosfato álcali-lábil (alkali-labile phosphate-ALP) para acessar estrogenicidade em água, foi investigada na presente tese. O método foi originalmente desenvolvido para a espécie de peixe Carassius carassius (Carpa cruciana) e aplicado pela primeira vez na espécie Oreochromis niloticus (Tilápia do Nilo) no presente estudo. Com o objetivo de acessar a sensibilidade do método, em uma primeira etapa da investigação foram realizados estudos laboratoriais com soluções estoques de 17-ethinylestradiol (EE2), 17-estradiol (E2), e estrona (E1). Os efeitos destes hormônios foram investigados com base tanto na concentração quanto na carga, utilizando-se para tanto, unidades experimentais com volumes distintos (2 L e 130 L). Após a validação do método de ALP, a estrogenicidade foi avaliada nas seguintes águas contaminadas: (i) afluente e efluente de uma grande estação de tratamento de esgotos convencional (ETE) e de uma estação descentralizada de tratamento de esgoto de pequeno porte (Ecossistema Engenheirado-DEE); (ii) água superficial (SW) e água subterrânea (GW) coletadas em uma área de brejo contaminada com gasolina; (iii) água de uma lagoa urbana (LRF) da cidade do Rio de Janeiro, com alta densidade populacional e descarte clandestino de esgoto. Na segunda etapa foram analisados em microalgas os efeitos (outros que não disrupção endócrina) causados pelos hormônios EE2, E2 e E1. Os hormônios foram testados individualmente e em misturas, em culturas individuais e combinada (S+) das espécies de microalgas unicelulares P. subcapitata e D. subspicatus. Com base nos níveis de ALP para a espécie de peixe e no EC50 para as espécies de algas, os resultados mostraram que o EE2 e o E2 causaram disrupção endócrina superior e foram mais tóxicos do que o E1 para peixes e microalgas respectivamente. Quando em misturas (E+) de concentrações equivalentes (EE2:E2:E1), os estrogênios resultaram em efeito aditivo para as espécies O. niloticus e P. subcapitata, e menos que aditivo para D. subspicatus e cultivo misto de algas (S+). Culturas contendo ambas as espécies de algas (S+) por um longo período de exposição (96 h) resultaram na atenuação dos efeitos tóxicos causados pela exposição, tanto individual (EE2, E2 ou E1), quanto na mistura (E+) dos estrogênios, medidos em termos de EC50 (T0h 0,07; 0,09; 0,18; e 0,06 g mL-1; e T96h 1,29; 1,87; 5,58; e 4,61 g mL-1, respectivamente). O DEE apresentou uma maior eficiência na remoção dos disrutores endócrinos do que a ETE convencional. Foi detectada estrogenicidade em amostras da LRF, e de água SW e GW em área brejosa contaminada com gasolina. Os resultados dos ensaios sugerem que as interações (efeitos aditivos ou menos que aditivo) causadas pela mistura dos estrogênios assim como, as interações entre as espécies de algas afetaram o resultado final dos ensaios ecotoxicológicos. Um fator raramente abordado em estudos ecotoxicológicos que foi destacado na presente tese refere-se à importância de considerar não somente a concentração e a dosagem, mas também a carga aplicada e o volume das unidades experimentais. Devido à boa sensibilidade do O. niloticus quando exposto às concentrações relativamente baixas dos estrogênios, a combinação do método de ALP com os biomarcadores auxiliares (particularmente MN) pode ser um protocolo adequado para a detecção de estogenicidade e genotoxicidade respectivamente em diferentes ambiente aquáticos contaminados, como parte de um programa de monitoramento ambiental

Contribuições para a construção de políticas públicas direcionadas à redução do lixo marinho em enseadas urbanas: estudo de caso na microbacia contribuinte do Canal de São Francisco e da Enseada de Jurujuba Niterói/ RJ.

Fonte de riquezas supostamente inesgotáveis, os oceanos e as zonas costeiras há muito tempo servem de depósito para todo tipo de resíduo produzido pelo homem, desde águas residuais a todo tipo de resíduos sólidos descartados inadequadamente e que acabam por originar o lixo marinho. A Baía de Guanabara é um reflexo histórico dessas ações mal geridas em terra e que acabam refletidas em seu espelho dágua. O presente estudo procura fazer uma analise sobre as origens do lixo marinho na Enseada de Jurujuba, localizada na Baía de Guanabara, e seu principal canal de drenagem, o Canal de São Francisco (CSF), com ênfase ao descarte de resíduos nas comunidades localizadas a montante do canal. Apresenta também uma avaliação da experiência de projetos de intervenção e prevenção à geração do lixo marinho, com destaque a um projeto de coleta de lixo flutuante com uso de embarcação, bem como a iniciativa da Prefeitura de Niterói em um Projeto de Gestão Integrada de Resíduos no alto da bacia contribuinte ao CSF. O trabalho foi estruturado através de observações de campo, entrevistas, analise de relatórios dos projetos envolvidos, bem como consulta a sites e blogs relacionados ao assunto. O fato de resíduos sólidos terminarem em um corpo hídrico torna sua retirada e destinação adequadas muito mais complicadas do que em terra, evidenciando a complexidade do lixo marinho. Os resultados apontam para a necessidade de mais estudos nas áreas periféricas, que abrangem a maior parte da população, com vista à integração de politicas públicas no planejamento de ações por bacias ou microbacias hidrográficas e como forma de prevenção à geração do lixo marinho e melhora da qualidade de vida dessas populações.

Análise físico-química da qualidade das águas pluviais: estudo de caso - Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira , Rio Comprido RJ.

Com o desenvolvimento da espécie humana, a sociedade humana passou demandar quantidades cada vez maiores de diversos elementos naturais, principalmente a água. Por estar presente em uma pequena quantidade no planeta (3%), com relação a toda hidrosfera, as águas disponíveis para consumo humano (Ex: Mananciais) são as que mais sofrem com a ação antrópica. A degradação destes recursos se dá por fatores como: poluição, desperdício e falta de políticas públicas sobre conservação dos recursos hídricos. Buscando a implementação de estratégias para a melhor gestão dos recursos hídricos, a utilização de águas pluviais como fonte hídrica alternativa, ganha importância diante desse cenário. Além de uma fonte hídrica de fácil acesso em muitas regiões (com média anual de precipitação em 1589 mm na região da Tijuca Alerta Rio, 2013), estudos demonstram que sua qualidade permite sua utilização em atividades não potáveis, resultando na economia de águas que são tratadas e destinadas para consumo humano. Visando colaborar com as questões expostas anteriormente, a presente dissertação de mestrado buscou avaliar a qualidade das águas de chuva em uma determinada região e os fatores que possam interferir na qualidade das águas pluviais, como: tipo de material da superfície de captação, proximidade a focos de poluição atmosférica e período de estiagem antecedente ao evento pluviométrico. Para tal tarefa, foi instalado um sistema de captação de águas pluviais no Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira, localizado no bairro do Rio Comprido, região norte da cidade do Rio de Janeiro. Os parâmetros físico-químicos para qualidade da água pH, turbidez, temperatura, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, potencial de oxi-redução e condutividade foram analisados com o auxílio da sonda multiparâmetro. Ao correlacionar a presença de sólidos na água de chuva com os períodos de estiagem, verificou-se que quanto maior o período de seca, maior a quantidade de sólidos nas amostras. Com relação aos marcos regulatórios (Portaria 2914/2011, MS; Padrões de potabilidade, OMS; CONAMA 357 e NBR 15.527) , os resultados para estes parâmetros ficaram de acordo com os limites exigidos pelas mesmas, exceto o pH. Com a análise dos resultados, recomenda-se estudos para determinar quais fatores podem estar interferindo na acidificação das águas coletadas no estudo.

Diagnóstico ambiental dos Rios da Prata e Catumbi e balneabilidade da praia: estudo de caso em Muriqui, Mangaratiba RJ.

A constante exploração da água de forma descontrolada tem comprometido a sua qualidade e quantidade para os seus diversos fins, dentre os quais se destaca o uso recreativo por contato primário. O presente estudo levanta um problema frequente no litoral brasileiro: cidades que recebem um elevado número de visitantes em determinados períodos do ano e sofrem crises ambientais por conta da mudança drástica no volume populacional, já que a população flutuante dificulta a gestão de insumos públicos como o abastecimento de água potável, os serviços de saúde, o descarte de lixo e o tratamento de esgoto, sendo muitas vezes responsável por uma poluição local. Nesse sentido, utilizou-se como modelo o balneário de Muriqui, distrito de Mangaratiba, no Estado do Rio de Janeiro, e objetivou-se diagnosticar a poluição hídrica e a balneabilidade da praia. A metodologia empregada para o desenvolvimento desta pesquisa foi baseada em pesquisas bibliográficas, por trabalhos técnico-científicos publicados, livros e instrumentos legais, e em um plano de amostragem. . Foram também realizadas visitas às secretarias municipais para recolher dados atuais sobre o município. Por fim, para confrontar os resultados analíticos obtidos em campo, realizou-se uma investigação da série histórica da pluviosidade das estações pluviométricas mais próximas ao distrito de Muriqui. Para verificar a qualidade da água da praia e dos dois rios que desembocam nela, foi realizado um plano de amostragem com coletas quinzenais, às segundas-feiras pela manhã, entre setembro de 2012 e agosto de 2013, totalizando 25 campanhas. Em cada campanha foram coletados cinco pontos de amostragem: três na praia de Muriqui, um no Rio da Prata e outro no Rio Catumbi. Assim, realizou-se o monitoramento de parâmetros físicos, químicos e biológicos, com o intuito de compará-los aos valores permitidos pelas legislações vigentes e correlacioná-los entre si para verificar o nível de degradação dos corpos hídricos da região. Constatou-se com o estudo que o ponto no Rio da Prata é o mais deteriorado e impactado pela ação antrópica, já que estava localizado mais próximo à sua foz. A avaliação da qualidade da água da praia indicou que o local apresentava condições excelentes de balneabilidade em 96% do período monitorado, apresentando apenas um episódio impróprio para banho. De modo geral, verificou-se com a pesquisa que alguns parâmetros demonstraram episódios característicos de poluição difusa por esgoto sanitário, aparentemente em estado inicial de degradação.

Caracterização e manejo de resíduos gerados nos laboratórios do Instituto de Biologia da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, IBRAG, UERJ.

O crescimento da população mundial, aumento da industrialização e consumo de bens e serviços, tem aumentado significativamente a geração de resíduos que vem causando impactos negativos na saúde humana e ambiental. Neste contexto, se destaca a geração de produtos perigosos, tais como, os resíduos de serviços de saúde- RSS. Por apresentarem riscos à saúde da população e do meio ambiente, recomendações, normas e legislações surgiram para orientar a melhor maneira o manejo e disposição final destes resíduos. No Brasil, as resoluções NBR 306/04 e CONAMA 358/05 dão diretrizes para a elaboração de um Plano de Gerenciamento de Resíduos de Serviços de Saúde-PGRSS. Os laboratórios de pesquisa e ensino, como geradores de RSS, precisam se adequar à legislação, porém existem poucos estudos e a legislação não aborda especificamente os resíduos destes laboratórios. Os laboratórios e unidades da UERJ, geradores de RSS, não possuem PGRSS. Na UERJ, somente dois estudos levantaram os resíduos gerados em laboratórios, entretanto os dados levantados para o Instituto de Biologia são incompletos. Este estudo buscou avaliar o manejo dos resíduos biológico, químico, radioativo e perfurocortante nos laboratórios do Instituto de Biologia. Os dados foram coletados pelas informações dadas pelos professores, funcionários ou alunos dos laboratórios e por observação direta. Os dados de manejo foram analisados de acordo com a RDC 306/04 Anvisa, da Resolução CONAMA 358/05 e das fichas de segurança dos produtos químicos. Foram estudados 83% dos laboratórios do Instituto de Biologia. Destes, 43% geram resíduos químicos. Dos laboratórios caracterizados, 19 laboratórios geram somente resíduo químico. No pavilhão Américo Piquet estão localizados 63% dos laboratórios geradores de resíduos biológicos, químicos, perfurocortantes ou radioativos. Do total de resíduos gerados nos laboratórios, cerca de 80% foi de resíduo biológico, 15% de resíduo químico e 5% de resíduo perfurocortante. O manejo dos resíduos nos laboratórios é realizado de maneira confusa, geralmente os erros estão na segregação, identificação e acondicionamento. De maneira geral, as informações sobre o manejo utilizado para os resíduos são incompletas, desconhecidas ou imprecisas. As ações incorretas do manejo de resíduos são características para cada tipo de resíduo; no resíduo biológico, freqüentemente, encontraram-se resíduos comuns. O resíduo químico é geralmente descartado sem tratamento prévio na rede de esgoto. O resíduo radioativo não possui identificação e acompanhamento do decaimento, para posterior descarte. No resíduo perfurocortante encontrou-se, freqüentemente, resíduo biológico e químico misturados. Para o sucesso de um futuro Plano de Gerenciamento de Resíduos, a capacitação dos profissionais é muito importante. A Instituição deve investir na consolidação desse trabalho, considerando que ela não pode se furtar de adotar uma postura pró-ativa com relação aos problemas ambientais, sejam eles dirigentes da instituição, ou profissionais que ali atuam. Espera-se que essa pesquisa possa auxiliar neste sentido.

Avaliação química e ecotoxicológica para seleção de bioensaios aquáticos sensíveis a efluentes contendo metais

A Resolução CONAMA N 430/2011 exige a utilização de dois bioensaios (dois níveis tróficos) para avaliação ecotoxicológica de efluentes, mas a seleção ao acaso de bioensaios pode permitir lançamentos tóxicos. A sensibilidade dos bioindicadores irá depender da substância tóxica avaliada. Assim, baterias de bioensaios sensíveis devem ser estabelecidas às classes de contaminantes. Na literatura não há estudos que indiquem uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos sensíveis para avaliação de efluentes contendo principalmente metais. Esse trabalho teve como objetivo selecionar uma bateria de bioensaios ecotoxicológicos que conjuntamente detectem toxicidade ao maior número de metais isolados e em misturas e que sejam realizados no menor tempo indicado pelas normas de padronização. Foram avaliadas as sensibilidades de seis bioensaios, incluindo três níveis tróficos (produtores, algas: Pseudokirchneriella subcapitata e Chlorella vulgaris; consumidores primários, cladóceros: Daphnia similis e Ceriodaphnia dubia; consumidores secundários, peixes: Poecilia reticulata e Danio rerio), a 10 espécies metálicas individuais (Ag+, Cd2+, Cu+, Cu2+, Cr3+, Cr6+, Pb2+, Ni2+, Zn2+ e Hg2+) e a efluentes reais (siderúrgicos) e simulados em laboratoriais (baseado nos limites máximos permitidos para descarte). Os bioensaios com peixes foram os menos sensíveis, D. rerio não detectou toxicidade em nenhum dos efluentes testados. P. subcapitata foi um bom bioindicador de toxicidade de Cr3+ e D. similis foi o organismo mais sensível a Hg2+. O uso combinado do bioensaio crônico de 72h com C. vulgaris e do bioensaio agudo de 48h com C. dubia garantiu a detecção das menores concentrações dos metais tanto individualmente quanto em efluentes reais e simulados. Apesar de P. subcapitata ser um bom bioindicador da toxicidade de Cr3+, a interação dos metais em misturas tornou C. vulgaris igualmente sensível. Da mesma forma, apesar de D. similis ter sido mais sensível ao Hg2+, o efeito da toxicidade dos efluentes com maiores teores de Hg2+ foi detectado por C. dubia

Análise da Eficiência de Nitrificação em Reatores Biológicos de Leito Móvel (MBBR) em escala de bancada utilizando efluente de Refinaria de Petróleo.

As atividades industriais petroquímicas, incluindo as refinarias de petróleo, são grandes consumidoras de água e, consequentemente, grandes geradoras de efluentes industriais contendo uma infinidade de contaminantes. No caso das refinarias de petróleo brasileiras, o nitrogênio amoniacal tem se tornado um componente crítico a ser tratado, o que tem sido feito através de processos de tratamento biológicos que utilizam a nitrificação como base. Neste trabalho, foi avaliada a operação de um reator de leito móvel (MBBR), em escala de bancada, utilizando suportes de polietileno com área específica de 820 m2.m-3, para tratar um efluente proveniente de uma refinaria brasileira com alta concentração de nitrogênio amoniacal. O efluente bruto apresentou demanda química de oxigênio entre 100 e 300 mg.L-1, teores de nitrogênio amoniacal entre 60 e 90 mg.L-1 e condutividade elétrica entre 1 e 2 mS.cm-1. Mesmo com variações da qualidade da alimentação da planta ao longo do estudo, como o aumento das concentrações de contaminantes, incluindo inibidores da nitrificação típicos dos efluentes de refinaria, a planta atendeu à Resolução CONAMA 430/2011 (BRASIL, 2011), que limita a concentração de descarte em 20 mg.L-1 para o contaminante nitrogênio amoniacal, em 93% das medições. Para o caso de uma fictícia legislação mais restritiva, que exigisse limite de 5 mg.L-1 desse contaminante, houve sucesso no tratamento em 83% do tempo, com eficiência média de nitrificação de 93,1%, evidenciando que há uma possibilidade real de utilização do processo MBBR em refinarias brasileiras.