Occurrence and fate of estrogens and antibiotics in the environment evaluated by low-cost analytical methodologies

Endocrine disruptors and pharmaceuticals are considered to be concerning environmental contaminants. During the last two decades, studies dealing with the occurrence and fate of these emerging contaminants in the aquatic environment have raised attention and its number is constantly increasing. The presence of these contaminants in the environment is particularly important since they are known to induce adverse effects in the ecosystems even at extremely low concentrations. Estrogens and antibiotics, in particular, are identified as capable of induce endocrine disruption and contribute for the appearance of multi-resistant bacteria, respectively. A better assessment and understanding of the real impact of these contaminants in the aquatic environment implies the evaluation of their occurrence and fate, which is the main aim of this Thesis. Two estrogens (17-estradiol and 17-ethinylestradiol) and an antibiotic (sulfamethoxazole) were the contaminants under study and their occurrence in surface and waste waters was assessed by the implementation of enzyme linked immunosorbent assays (ELISAs). The assays were optimized in order to accomplish two important aspects: to analyze complex water samples, giving special attention to matrix effects, and to increase the sensitivity. Since the levels of these contaminants in the environment are extremely low, a pre-concentration methodology was also object of study in this Thesis. Dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) was developed for the preconcentration of E2 and EE2, subsequently quantified by either highperformance liquid chromatography (HPLC) and the previously optimized ELISAs. Moreover, the use of anthropogenic markers, i.e. indicators of human presence or activity, has been discussed as a tool to track the origin and type of contamination. An ELISA for the quantification of caffeine, as an anthropogenic marker, was also developed in order to assess the occurrence of human domestic pollution in Portuguese surface waters. Finally, photodegradation is considered to be one of the most important pathways contributing for the mitigation of pollutants’ presence in the aquatic environment. Both direct and indirect photodegradation of E2 and EE2 were evaluated. Since the presence of humic substances (HS) is known to have a noticeable influence on the photodegradation of pollutants and in order to mimic the real aquatic environment, special attention was given to the influence of the presence and concentration of different fractions of HS on the photodegradation of both hormones.

Reciclagem termoquímica de resíduos de plásticos e de pneus por pirólise

A sociedade moderna encontra-se cada vez mais dependente dos combustíveis líquidos bem como de produtos derivados do petróleo. Em virtude do limitado tempo de vida das reservas naturais de petróleo, torna-se imperativo encontrar fontes alternativas de produção de hidrocarbonetos. A pirólise de resíduos de pneus e plásticos pode ser uma dessas possíveis fontes. Neste processo, o tratamento termoquímico implementado aos resíduos permite, não só, a valorização económica resultante da sua transformação em produtos de valor acrescido, como também a recuperação do conteúdo orgânico. O referido processo conduz à formação de hidrocarbonetos em fase líquida que podem ser utilizados pela indústria como combustíveis líquidos e/ou como matéria-prima. O presente trabalho tem como objectivo principal a definição das condições experimentais mais propícias à obtenção de combustíveis líquidos (maximização) resultantes da pirólise de misturas de resíduos de borracha de pneus e plásticos nomeadamente polietileno (PE), polipropileno (PP) e poliestireno (PS). Como instrumento de optimização das condições experimentais optou-se pela Metodologia dos Planos Factoriais de Ensaios. Os resultados experimentais obtidos mostram que as taxas de conversão em fase líquida podem atingir valores superiores a 80% (m/m) dependendo das condições experimentais utilizadas bem como do tipo e mistura de resíduos a pirolisar. Os rendimentos das fracções gasosa e sólida podem atingir valores na ordem dos 5% e 12% (respectivamente). Foi também estudado o efeito das condições experimentais nomeadamente a temperatura de reacção, pressão inicial, tempo de reacção e composição da mistura. Este estudo revelou que a maximização da fracção líquida é favorecida por uma temperatura de ensaio de 370ºC, uma pressão inicial de 0,48MPa e um tempo de ensaio de 15 minutos. Relativamente à composição da mistura, os melhores resultados foram obtidos com 30% (m/m) de resíduos de borracha de pneus (BP) associados a uma mistura de 70% (m/m) de resíduos de plásticos composta por 20% polietileno, 30% polipropileno e 20% poliestireno. Igualmente foi feita a caracterização física e química da matéria-prima e dos produtos obtidos pelo referido processo, bem como, o estudo da presença de diferentes substâncias potencialmente doadores de hidrogénio ao meio reaccional de forma a melhorar o rendimento líquido. Por último, foram realizados estudos cinéticos das reacções químicas de formação dos diferentes produtos aos resíduos de borracha de pneus (BP), misturas de resíduos de plástico (PE, PP e PS) e suas misturas. Ainda, foram ajustados os resultados obtidos pelo modelo teórico aos resultados experimentais, propostos mecanismos reaccionais de formação dos produtos e calculados os parâmetros cinéticos. De acordo com os resultados obtidos, a pirólise pode representar um papel significativo na valorização energética e orgânica destes resíduos apesar de, ainda, ser necessário o desenvolvimento de alguns aspectos tecnológicos de modo a tornar mais atraente a implementação desta tecnologia à escala industrial.

Melhoria de fluxos no armazém de componentes da Bosch Termotecnologia S.A.

A gestão de um armazém de componentes de uma qualquer empresa produtiva é uma das principais tarefas a desempenhar no seio desta, pois a mesma afecta toda a cadeia de abastecimento de entrega do produto final, sendo o armazém de componentes o início da cadeia interna. Qualquer dificuldade que surja no desenrolar das actividades associadas poderá causar impactos prejudiciais nos processos consequentes. A melhoria do principal processo do armazém, correspondente à satisfação dos pedidos de material dos processos a jusante, é algo que trará benefícios a toda a cadeia, ao mesmo tempo que são melhoradas as condições de trabalho, eliminando o desperdício e tornando o processo mais eficiente. Não obstante deste processo, ainda existe a necessidade de recolher e gerir informações referentes aos diferentes processos do armazém da maneira mais rápida possível, para actuar de acordo com as necessidades. A falta de informação relativamente ao estado de um processo também poderá influenciar os processos seguintes de forma negativa. O projecto aqui apresentado foi realizado no armazém de componentes da Bosch Termotecnologia S.A., em Aveiro, tendo como objectivo mostrar a importância da movimentação de material e também de informação dentro desta área, criando ao mesmo tempo a melhoria tanto dos fluxos de material como dos fluxos de informação. Serão apresentadas diferentes implementações que foram desenvolvidas com o intuito de criar melhoria nos fluxos: a criação de novos fluxos de informação para o processo de recepção de material, com o intuito de recolher informação que até agora não era perceptível, para depois actuar na melhoria do processo; a criação de áreas dedicadas dentro da área de picking, de modo a atingir uma redução no número de colaboradores afectos ao processo de picking; a implementação de uma célula de repacking, de modo a remover esta actividade do processo de picking; bem como todas as actividades realizadas com o objectivo de implementar as melhorias propostas.

O ensino da química na perspectiva da literacia química: recursos didácticos para o ensino básico

Defende-se hoje que o Ensino Básico deve, acima de tudo, dotar os alunos de competências que lhes permitam interagir com a sociedade em que se inserem, o que legitima as expectativas no sentido da formação de cidadãos capacitados para exercer a sua responsabilidade social. O processo de Reorganização Curricular do Ensino Básico actualmente em curso, em Portugal, segue esta orientação e propõe um ensino das ciências no sentido da formação dos alunos para a literacia científica. Ora, neste contexto o movimento CTS (Ciência-Tecnologia-Sociedade) assume-se como uma filosofia de ensino que muito se coaduna com os fins pretendidos. Para tal, é importante ter recursos didácticos consonantes com esta perspectiva, que suportem as práticas dos professores. O presente estudo teve por objectivo conceber e validar recursos didácticos CTS utilizáveis por professores e alunos, no âmbito do ensino e da aprendizagem do tema Sustentabilidade na Terra, no 3º ciclo do Ensino Básico. O percurso metodológico seguido incluiu várias etapas de entre as quais se destacam pela sua importância: a selecção de um contexto viável para a abordagem do tema Sustentabilidade na Terra; a planificação da abordagem CTS do referido tema; a formulação de questões-problema centradas nos domínios científico, social e tecnológico; a definição dos objectivos CTS na abordagem do problema em causa; a organização de estratégias de exploração das questões problema; a validação dos Recursos Didácticos por professores de Química qualificados e experientes. Optou-se, de uma forma fundamentada, pelo contexto geral “Barragem de Alqueva”. O produto final do presente estudo apresenta-se na forma de um Caderno de Recursos Didácticos CTS constituído por catorze actividades, organizado em Notas para o Professor, Tarefas para o Aluno e Resposta Adequada, concebidas para o contexto geral Barragem de Alqueva, e estruturadas em torno de quatro sub-temas orientadores: Água, Energia, Materiais e Resíduos. Com vista à validação dos Recursos Didácticos construídos planificou-se e realizou-se o Workshop “Sustentabilidade na Terra – perspectivas didácticas para a sua abordagem” que foi dinamizado pela autora e dirigido a um painel de treze Professores Avaliadores e no qual participaram também, como Avaliadoras Externas, duas professoras especialistas em formação de professores. VII O processo de validação evidenciou que na opinião dos avaliadores: o contexto Barragem de Alqueva é de grande relevância social e adequado à abordagem da temática Sustentabilidade na Terra; os recursos didácticos são adequados quanto ao interesse e extensão dos textos inseridos nas problemáticas desenvolvidas, quanto à adequabilidade da linguagem à faixa etária a que se destinam, quanto ao grau de profundidade dos objectos de ensino, favorecem o desenvolvimento de uma atitude crítica, favorecem o desenvolvimento de uma atitude investigativa, de recolha de dados e busca de informação complementar, contribuem para o desenvolvimento de atitudes de preservação do ambiente e contribuem para a compreensão do tema Sustentabilidade na Terra; as questões que constituem as Tarefas para o Aluno são, em geral, exequíveis pelos alunos a que se destinam. O processo de validação foi considerado quer pelos Professores Avaliadores, quer pelas Avaliadoras Externas, adequado aos objectivos do Workshop e, de um modo geral, muito importante na formulação de uma opinião sobre os Recursos Didácticos. As Avaliadoras Externas consideraram-no válido e fiável o que legitima as conclusões dele decorrentes. Deste modo, pode dizer-se que o contributo do presente estudo para a inovação no ensino da Química se reflecte no Caderno de Recursos Didácticos construído bem como na explicitação de uma metodologia útil para investigadores e professores interessados na concepção e construção de recursos CTS.