Caracterização da remoção de metais pesados na ETAR da Charneca (Óbidos), Águas do Oeste

Este trabalho teve como objectivos a quantificação analítica de quatro metais pesados (chumbo, níquel, crómio e cádmio) nas diferentes etapas da ETAR da Charneca (Óbidos) identificando, através dos coeficientes de partição, os principais mecanismos de remoção dos metais em cada etapa de tratamento. Foram também determinados os parâmetros mais importantes na caracterização de águas residuais (pH, CQO, ST, STV, SS e SSV). Foram realizadas duas campanhas de amostragem, uma primeira com o objectivo de aperfeiçoamento dos planos de amostragem e selecção dos métodos analíticos a adoptar e uma segunda para o cumprimento dos objectivos do trabalho. A determinação de metais pesados foi efectuada por Espectrometria de Absorção Atómica de Chama (FAAS) e Espectrometria de Absorção Atómica de Câmara de Grafite (GFAAS). Os restantes parâmetros analíticos foram determinados pelos métodos de referência (APHA, 1998). No período de amostragem, o afluente à ETAR apresentou concentrações reduzidas dos metais em estudo com valores médios de 11,78 µg/L. De entre os metais destacavam-se, no entanto, o crómio e de níquel, com concentrações respectivamente 27,83 µg/L e 17,50 µg/L. As amostras de areias, extraídas na obra de entrada, apresentaram concentrações mais significativas de chumbo e crómio, enquanto as amostras de gorduras, recolhidas no mesmo ponto, apresentaram concentrações mais elevadas de níquel e crómio. As amostras do efluente final revelaram concentrações muito reduzidas dos quatro metais estudados com a concentração média a situar-se nos 7,34 µg/L. Verificou-se uma remoção na fase líquida do efluente de cerca de 85% para o chumbo, 39% para o níquel e 34% para o crómio. No cádmio não se verificou remoção na fase líquida. Concluiu-se que a remoção dos metais é determinada por uma transferência destes para a fase sólida e que ocorre fundamentalmente no reactor biológico onde uma parte significativa dos metais pesados é absorvida pela biomassa presente. Nas lamas desidratadas, os metais encontrados em maior concentração foram o chumbo e o crómio com concentrações de respectivamente 130,64 mg/Kgmat.seca e 87,99 mg/Kg mat.seca, embora todos os metais pesados estudados apresentem uma situação de conformidade com os requisitos de lamas para valorização agrícola, estabelecidos na legislação nacional.

Determinação de metais tóxicos em cosméticos

Neste trabalho determinou-se o teor dos metais crómio, níquel, Chumbo e cádmio em produtos cosméticos. Foram analisados produtos de quatro categorias diferentes: cremes (de corpo e de rosto), protectores solares, batons (de cor e de tratamento) e lápis para olhos. Os produtos foram adquiridos em grandes superfícies e em “lojas chinesas”. Alguns produtos são de marcas conhecidas e outros são de “marca branca”. A determinação de metais foi efectuada por Espectrometria de Absorção Atómica com Câmara de Grafite (GFAAS), após digestão ácida das amostras. O estudo revelou a existência dos referidos metais na maioria dos produtos analisados. Os metais pesados detectados em maior concentração nas amostras foram o níquel e o crómio. Os produtos onde se verificou maior concentração de níquel e crómio foram os batons de cor e os lápis para os olhos. O cádmio foi o metal detectado num maior número de amostras, mas em concentrações muito baixas. A concentração mais elevada de chumbo foi detectada num protector solar. Com os resultados obtidos pretende-se demonstrar a existência de crómio, níquel, chumbo e cádmio em produtos cosméticos, apesar de a legislação proibir a sua presença. Esta legislação revela ser inadequada pois não impões a análise à presença de metais e não define limites máximos para estes, impondo a concentração zero relativamente à presença de metais pesados, o que para alguns produtos é irrealista. A presença de metias pesados nestes produtos revela-se preocupante pois estes são aplicados directamente na pele e muitos deles em zonas sensíveis como lábios e olhos. O facto de alguns dos metais detectados terem efeitos nocivos para a saúde humana torna este assunto merecedor de futura atenção por quem os regula.

Avaliação de poluentes em produtos vegetais cultivados próximos das vias de tráfego

Neste trabalho apresentam-se os resultados da determinação de metais tóxicos em couves-galegas e nos respectivos solos onde estão plantadas. Foram recolhidas em zonas de cultivo urbanas situadas junto às principais vias de tráfego automóvel da cidade de Lisboa. Este estudo revela a presença significativa de chumbo e cádmio, em amostras de couve e de chumbo, cádmio, cobre, níquel e crómio em amostras de solo. A determinação dos metais foi efectuada por Espectrometria de Absorção Atómica em Câmara de Grafite (GFAAS), após digestão ácida das amostras, acelerada por tecnologia de microondas. Compararam-se, ainda, estes resultados com os obtidos na análise de couves provenientes de duas hortas situadas em zonas afastadas das grandes vias de tráfego automóvel. O teor mais elevado de cádmio e chumbo nas couves foi detectado nas amostras recolhidas junto à Marginal, na zona da Torre Belém e junto à saída para Olival Basto, na Calçada de Carriche. Nos solos foram detectados os maiores teores nas amostras recolhidas junto à marginal na zona da Torre Belém, locais caracterizados por uma elevadíssima intensidade de tráfego automóvel. As amostras de couve e de solo recolhidas nos dois locais afastados de vias de grande intensidade de tráfego, Sto. António da Caparica (STC) e São Martinho das Chãs (SMC), apresentam teores baixos em chumbo em comparação com as vias de elevada intensidade de tráfego automóvel. O mesmo não se verificou para o cobre e para o cádmio na amostra STC e para o cádmio nas couves do local SMC em que os teores encontrados também se podem considerar elevados. Com estes resultados pretende-se que seja feita uma reflexão sobre os locais da cidade apropriados ou não para a instalação de “hortas sociais” pela CML, como foi anunciado. Pretendeu-se também aferir o perigo para a saúde pública desta pratica comum em Lisboa e outras cidades nacionais e estrangeiras.

Estudo dos níveis de poluição por partículas no túnel do Marquês em Lisboa

Muitas cidades com elevados fluxos de tráfego, optam pela construção de túneis rodoviários com o objectivo de melhorar a sua fluidez. No entanto, e quando acontecem situações de congestionamento no interior dos túneis, é frequente atingirem-se níveis de poluição elevados com a concentração de partículas emitidas pelos próprios veículos a atingir níveis preocupantes para os ocupantes. O Túnel do Marquês assume-se como uma das principais vias de tráfego para a entrada e saída de veículos da cidade. Apresenta uma extensão total de 1725 metros, tem três entradas e cinco saídas e o seu declive médio é de 9%. Esta particularidade levou à imposição de uma velocidade máxima de circulação de 50 km/h e à proibição de circularem pesados. Para avaliar a poluição no interior do túnel, realizou-se uma campanha de medida de aerossóis em Outubro de 2008. Utilizaram-se dois amostradores Hi-Vol que funcionavam cerca de duas horas por dia. Um foi colocado no sentido descendente, direcção na qual a intensidade de tráfego era maior pela manhã, e recolhia aerossóis entre as 8 e as 10 horas. O outro foi colocado no sentido ascendente, com maior intensidade de tráfego à tarde, e amostrava entre as 17 e as 19 horas. A matéria particulada foi recolhida em filtros de quartzo separada em quatro fracções: <0.5 μm, 0.5 - 1.0 μm, 1.0 - 2.5 μm, e 2.5 - 10.0 μm. A existência de um elevado teor de partículas no túnel do Marquês é notória - entre 5 e 15x superior ao valor do exterior, ultra-passando largamente o limite legal. É de salientar que a concentração de metais é maior em Chumbo e Níquel, em ambos os sentidos. Como esperado para os túneis rodoviários extensos, este estudo confirma o elevado nível de poluição dentro deste túnel urbano, especialmente reforçado pela sua inclinação elevada. A tomada de medidas visando a melhoria da ventilação do túnel bem como outras medidas de controlo de tráfego e políticas de acessos ao centro da cidade, poderão ser suportadas cientificamente neste estudo.

Medidas de poluentes metálicos em solos e espécies vegetais de hortas urbanas

Nos últimos anos, o número de hortas urbanas tem vindo a sofrer um acréscimo significativo. Com o apoio das Câmaras Municipais, uma faixa de população mais carenciada cultiva diferentes espécies vegetais que posteriormente, são consumidas pelos próprios ou vendidas a terceiros. A localização destas hortas junto de vias rodoviárias de elevada intensidade de tráfego automóvel levou, porém, a uma preocupação generalizada com a qualidade destes alimentos e com o seu efeito obre a saúde pública. Este trabalho centrou-se na quantificação de metais pesados (Pb, Ni, Cr e Cd) depositados e absorvidos, em duas espécies vegetais (alface e couve-galega) e nos solos destas culturas. As amostras foram submetidas a digestão húmida em banho de areia, para degradação da matriz e os metais foram quantificados utilizando um equipamento de absorção atómica em Câmara de grafite (GFAAS). Foi realizada uma caracterização dos solos, de forma a verificar a influência de alguns parâmetros na acumulação das espécies metálicas pelos próprios solos e na sua absorção por parte das espécies vegetais em estudo. As amostras foram recolhidas junto à Auto-estrada de Cascais (A5C), Circular Regional Interna de Lisboa (CRIL), 2ª Circular (2C), Itinerário Complementar 19 (IC19), ISEL (ISELAPT), Montijo (PVGEV), Belém (BE) e Calçada de Carriche (OB). Em termos de metais pesados, verificou-se que todos os solos que apresentam maior teor em chumbo são os de Belém e 2ª Circular. Para os restantes metais, as amostras que apresentam teores mais elevados são as das vias onde se verifica uma grande acumulação de tráfego (Belém; CRIL; A5; IC19; Olival Basto). Verificou-se também que, nestes casos, os valores de pH se encontram entre 7.77 e 8.76; os valores da matéria orgânica, se situam entre 13.61% e 4.27% e a percentagem de água entre 14.97% e 7.48%. Nas amostras de alface, a que apresentou um maior teor em chumbo foi a de Olival Basto. A amostra de alface recolhida junto ao ISEL apresenta o maior teor em níquel e em cádmio. O crómio é superior nas alfaces recolhidas na horta junto à Ponte Vasco da Gama. Nas amostras de couve-galega, a que apresentou um teor mais elevado em chumbo foi a do Olival Basto, enquanto para os restantes metais, e tal como verificado para as amostras de solo, são as das hortas junto às vias de grande acumulação de tráfego as qu apresentam maiores teores. Este trabalho permitiu identificar em que casos os teores estabelecidos pela legislação Europeia eram ultrapassados, podendo a eventual ingestão das espécies vegetais em estudo provocar um efeito negativo sobre a saúde humana.

Optimização do processo de extracção por ultra-sons

Neste trabalho foi estudado o método de preparação de amostras baseado numa extracção ácida assistida por ultra-sons para a quantificação de metais pesados (Pb, Ni, Cd e Cr), em amostras de solo. Usou-se a espectrometria de absorção atómica com câmara de grafite (GFAAS) para quantificar os metais nestas amostras recolhidas em diferentes locais da cidade de Lisboa. A optimização dos parâmetros que influenciam a extracção dos metais por ultra-sons foi realizada a cinco variáveis: quantidade de amostra, volume de extractor (água-régia), tempo de sonificação, potência de sonificação e ciclo de sonificação. A eficiência do método foi testada por comparação dos resultados com os obtidos pela digestão ácida “tradicional” em banho de areia. A optimização do processo foi realizada para o metal chumbo. Os resultados analíticos obtidos por ambos os métodos apresentaram diferenças significativas. A extracção de chumbo das amostras, por ultra-sons, apresentou uma eficiência entre 65 a 78% quando comparada com o método “tradicional”. A recuperação de cádmio apresentou percentagens entre 36 e 90%. No caso do níquel e crómio, concluiu-se haver necessidade de optimizar o processo para cada um dos metais, pois apresentaram uma baixa taxa de recuperação.

Implementação e validação do método de determinação de metais e fósforo por ICP-OES (inductively coupled plasma-optical emission spectometry) em biodiesel

O objectivo do presente trabalho foi desenvolver, implementar e validar métodos de determinação de teor de cálcio (Ca), magnésio (Mg), sódio (Na), potássio (K) e fósforo (P) em biodiesel, por ICP-OES. Este método permitiu efectuar o controlo de qualidade do biodiesel, com a vantagem de proporcionar uma análise multi-elementar, reflectindo-se numa diminuição do tempo de análise. Uma vez que o biodiesel é uma das principais fontes de energia renovável e alternativa ao diesel convencional, este tipo de análises revela-se extremamente útil para a sua caracterização. De acordo com a análise quantitativa e qualitativa e após a validação dos respectivos ensaios, apresentam-se, na Tabela 1 as condições optimizadas para cada elemento em estudo. As condições de trabalho do ICP-OES foram escolhidas tendo em conta as características do elemento em estudo, o tipo de equipamento utilizado para a sua análise, e de modo a obter a melhor razão sinal/intensidade de fundo. Para a validação dos ensaios foram efectuados ensaios de recuperação, determinados limites de detecção e quantificação, ensaios de repetibilidade e reprodutibilidade, e verificação das curvas de calibração. Na tabela 2 apresentam-se os comprimentos de onda escolhidos (livres de interferências) e respectivos limites de detecção e quantificação dos elementos analisados por ICP-OES, na posição radial e radial atenuado.

Cianobactérias e toxicidade: impacte na saúde pública em Portugal e no Brasil

Um aumento da concentração de nutrientes na água poderá desencadear fluorescências de cianobactérias (densidades >200 cel/mL). Sob determinadas condições as cianobactérias produzem toxinas responsáveis pelo envenenamento de animais e humanos. O objetivo deste estudo é relacionar a ocorrência de fluorescências toxicas em Portugal e no Brasil. Para tal, em 2005 e 2006 foi estudado o fitoplâncton em três reservatórios em Portugal (região sul) e dois no Brasil (Minas Gerais e Pará). Comparativamente foi verificado maior diversidade nos reservatórios portugueses, com dominância de cianobactérias em período de primavera/verão/outono, pertencentes a géneros produtores de hépato e neurotoxinas (Microcystis sp, Aphanizomenon sp, Oscillatoria sp e Planktothrix sp.). No Brasil observou-se dominância de cianobactérias ao longo de todo o ano, com presença de Microcystis aeruginosa, produtora de hepatotoxina. Conclui-se que os reservatórios estudados apresentam géneros produtores de toxinas, com risco para a saúde pública, sendo fundamental implementar medidas que contribuam para mitigar esta situação. - ABSTRACT - An increasing of nutrients in water can conduct to the development of cyanobacteria blooms (density>2000 cels/mL). Under specific conditions cyanobacteria produce toxins responsible for acute poisoning of animals and humans. The aim of this study is to describe toxic blooms in Portugal and Brazil. Therefore, phytoplankton from three Portuguese reservoirs (South region) and two from Brazil (Minas Gerais and Pará) were studied in 2005 and 2006. Portuguese reservoirs showed more diversity with dominance of hepatic and neurotoxin genera producers (Microcystis sp, Aphanizomenon sp, Oscillatoria sp e Planktothrix sp.) along spring/summer/autumn seasons. In Brazil dominance of cyanobacteria was observed all along the year with the presence of Microcystis aeruginosa hepatotoxic producer. The studied reservoirs present toxins producers’ genera, with risk for public health, being fundamental the implementation of mitigation measures to reverse this situation.

Toxicidade a cianobactérias: impacte potencial na saúde pública em populações de Portugal e Brasil

Como recurso natural fundamental à vida, a água e os ecossistemas aquáticos devem ser alvo de avaliação contínua, no que se reporta à sua qualidade física, química e biológica. Segundo a Organização Mundial de Saúde cerca de 1,1 biliões de pessoas estão impossibilitadas em aceder a qualquer tipo de água potável e, as populações residentes nas proximidades de rios, lagoas, e reservatórios utilizam estas águas para as suas necessidades de consumo, aumentando o risco de transmissão de doenças. Enquanto constituintes da comunidade fitoplanctónica, as cianobactérias são microrganismos procariotas, fotossintéticos, que obtêm os nutrientes diretamente da coluna de água e, um aumento da concentração de nutrientes (principalmente azoto e fósforo), associado a condições ambientais favoráveis, pode desencadear um crescimento rápido originando fluorescências. Sob determinadas condições as cianobactérias podem produzir toxinas existindo registos que evidenciam que fluorescências toxicas são responsáveis pelo envenenamento agudo e morte de animais e humanos pelo que, a água utilizada para consumo humano deverá ser regularmente monitorizada para este elemento biológico. O objetivo deste estudo é relacionar a ocorrência de fluorescências de cianobactérias (> 2000 cel/ml) e toxicidade associada, com o impacte potencial na Saúde Pública avaliado através do consumo direto ou indireto da água. Em Portugal foram selecionados oito reservatórios situados na região Sul, pertencentes às bacias hidrográficas do Sado e Guadiana e estudados entre 2000 e 2008. No Brasil foram selecionados os reservatórios de Três Marias (Estado de Minas Gerais) e de Tucuruí (Estado do Pará) e estudados em 2005 e 2006 respetivamente. Os reservatórios foram caracterizados em termos físicos e químicos, tendo-se igualmente procedido à caracterização da comunidade fitoplanctónica através da identificação e quantificação dos principais grupos presentes em diferentes épocas do ano. Em termos fitoplanctónicos os reservatórios portugueses apresentaram maior diversidade,verificando-se contudo dominância das cianobactérias na comunidade. Associados a fluorescências, foram registados nestes reservatórios géneros produtores de hepato e neurotoxinas como Aphanizomenon sp, Microcystis aeruginosa e Oscillatoria sp. No Brasil, em situação de fluorescências, os géneros produtores de neuro e hepatotoxinas foram Microcystis (> 350.000 cels/ml) e Cylindrospermopsis. A presença destes géneros, poderá constituir um risco potencial para a saúde pública, pelo que é importante a implementação de medidas de mitigação em todos os reservatórios objeto de estudo, devendo essa atuação passar pelo controle do estado trófico no sentido de evitar o desenvolvimento de fluorescências. Assim sugere-se a implementação de um tratamento adequado para a produção de água de consumo e a organização de ações de sensibilização e aviso e informação às populações que utilizam os reservatórios em Portugal e no Brasil para diversos usos. - ABSTRACT - As a life fundamental natural resource, water and aquatic ecosystems must be continuously evaluated in their physical, chemical and biological quality. According World Health Organization, 1.1 billion people has no chance to access any kind of potable water. Populations living near rivers, lagoons or reservoirs use those waters to content their needs, increasing risks disease transmission. As members of phytoplankton community, cyanobacteria are prokaryotic, photosynthetic microorganisms and get its nutrients directly from water column. The increase of this nutrients (especially nitrogen and phosphorus) associated with favorable environment conditions, can support a sudden grow and instigate blooms. Under specific conditions cyanobacteria can produce toxins and several records have shown that toxic blooms are responsible by acute poisoning and death in animals and humans so, water for human consumption must be regularly surveyed for this biologic element. The aim of this study is to correlate Cyanobacteria blooms (>2.000cels/ml) and connected toxicity with public health impact, evaluated through water consumption. In Portugal, eight reservoirs located in the South region were selected and study between 2000 and 2008. In Brazil, Três Marias reservoir (Minas Gerais Provence) and Tucuruí (Pará Provence) were selected and study in 2005 and 2006. Reservoirs were characterized in physical and chemical aspects, as well as phytoplankton community, through identification and counting of main present groups along study period. In bloom circumstances, liver toxins and neurotoxins producers like Aphanizomenon sp, Microcystis aeruginosa and Oscillatoria sp. were founded in Portuguese reservoirs. In Brazil, cyanobacteria genera involved in toxic bloom were Microcystis (> 350.000 cels/ml) and Cylindrospermopsis. This genera presence represents a potential risk for public health, and show the requirement to implement mitigation measures in all study reservoirs. These measures can be represented by water eutrophication control to avoid blooms, by appropriate treatments of water to human consumption, and public warnings or information to dose people in Portugal and Brazil that use these reservoirs to several activities.

Síntese e caracterização de redes metalo-orgânicas de fármacos

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica