Estudo da influência do CIO2 sobre membranas de poliamida para osmose inversa

Água de alta pureza é utilizada para uma grande variedade de aplicações industriais, como na geração de vapor de alta pressão, na indústria de componentes eletrônicos e na fabricação de medicamentos. Os processos de separação por membranas (PSM), em particular a osmose inversa (OI), estão sendo cada vez mais utilizados na desmineralização de águas de uso industrial. As vantagens dos PSM, em relação aos processos convencionais, são que estes ocorrem sem mudança de fase, operam na temperatura ambiente e são altamente seletivos e modulares. Estes processos apresentam algumas limitações ao seu uso, sendo a principal o fouling das membranas, o qual pode ser devido à precipitação de substâncias, à adsorção ou até mesmo ao desenvolvimento microbiano. Este problema pode ser minimizado quando o sistema de OI é projetado e monitorado adequadamente, incluindo o pré o póstratamento da água. O desenvolvimento microbiano no sistema de membranas é um dos fatores que causa a maior perda de desempenho do sistema de OI. O seu controle é realizado através da utilização de agentes desinfetantes no pré-tratamento da água. O cloro é o agente oxidante mais utilizado na desinfeção da água e, mesmo em concentrações muito baixas (abaixo de 0,1 ppm), pode degradar a poliamida (PA), material amplamente utilizado na fabricação de membranas de OI. Tendo em vista este problema, o presente estudo tem como objetivo pesquisar um agente oxidante alternativo ao cloro, especificamente o dióxido de cloro, que possa ser mantido em baixas concentrações na corrente de alimentação do sistema de OI, sem danificar as membranas Os experimentos foram realizados em uma unidade de bancada de OI com escoamento tangencial, com módulo de membrana plana. Os efeitos de ClO 2 sobre a membrana de PA foram verificados a partir de alterações do seu desempenho. O desempenho da membrana de PA foi avaliado através de medidas de fluxo permeado, permeabilidade hidráulica e de retenção salina. Os resultados obtidos indicam que as membranas de PA são degradadas quando expostas a soluções contendo ClO 2 na concentração aproximada de 500 ppm. Nos experimentos onde a concentração do oxidante foi mantida em torno de 50 ppm, a degradação da membrana de PA exposta ao ClO 2 foi menor que a observada quando a membrana foi exposta ao cloro livre (aprox. 50ppm) em condições operacionais semelhantes. Observou-se ainda que pode existir uma relação entre o nível de degradação e a composição da alimentação. Como uma etapa complementar a este trabalho, foi acompanhada a partida de um sistema de OI industrial, no qual as membranas são de PA e a corrente de alimentação contém uma concentração residual de ClO 2 proveniente do sistema de pré-tratamento da água.

Caracterização sazonal da exportação de matéria particulada (seston) e dissolvida do sistema hidrológico do Taim para a Lagoa Mirin (Rio Grande so Sul, Brasil)

No presente trabalho foram estudadas as variações sazonais do material orgânico e inorgânico transportado pelo efluente que deixa o Sistema Hidrológico do Taim via comportas de drenagem. O Sistema Hidrológico do Taim, localizado a sudeste do estado do Rio Grande do Sul, Brasil, compreende um complexo de banhados e lagoas que trocam massas de água entre si e com sistemas lacustres adjacentes (Lagoa Mirim). Uma das principais características de banhados (“wetlands”) são os altos níveis de produção primária, relacionados principalmente a grande quantidade de macrófitas aquáticas presentes nestes ecossistemas, que associados a intensas variações dos níveis e dos fluxos de água, fazem com que estes tenham importância primordial na bacia da qual fazem parte no sentido de reterem ou exportarem biomassa detrítica e nutrientes. Neste sentido, esta dissertação pretende esclarecer sobre a dinâmica dos processos ecológicos ocorrentes em banhados e estabelecer metodologias que permitam uma melhor gestão dos recursos hídricos destes ecossistemas. Mais especificamente pretende definir e quantificar os padrões na exportação de matéria e nutrientes do Sistema Hidrológico do Taim para Lagoa Mirim e obter subsídios para compreender as influências destes banhados marginais em sistemas lacustres contíguos. Uma série de variáveis hidrometeorológicas (Precipitação, Velocidade do Vento e Nível da Coluna D’água) e físico-químico-biológicas (Temperatura, Condutividade, pH, ORP, Carbono Orgânico Total, DQO, Sólidos, Fósforo Total e Clorofila ) foram usadas para descrição do efluente e, ao longo do ano de 2002, duas campanhas paralelas realizaram coletas periódicas da água que deixa o banhado via as comportas drenagem situadas a norte do sistema Os resultados evidenciaram que grande parte do material transportado pelo efluente drenado do Sistema Hidrológico do Taim se encontra na forma dissolvida, além deste mostrar uma variação sazonal determinada principalmente pelos períodos de cheia e estiagem do banhado, que caracterizam o hidroperíodo, e pelo vento, fator constante e decisivo para a dinâmica de ecossistemas costeiros. A concentração de nutrientes na coluna d’água, e conseqüentemente carreada pelo efluente, é baixa, o que pode estar relacionado principalmente à rápida ciclagem e mobilização destes na biomassa vegetal.

O Flúor nas águas subterrâneas da Formação Santa Maria, na região de Santa Cruz do Sul e Venâncio Aires, RS, Brasil

Concentrações de fluoreto, até 11 mg L-1, têm sido detectadas no aqüífero da Formação Santa Maria, Sistema Aqüífero Guarani, na região central do Estado do Rio Grande do Sul, Brasil. As águas subterrâneas são utilizadas para abastecimento público e levaram a incidência de fluorose dental. Esta área é a maior produtora de tabaco no Brasil, com uma longa história de aplicação de fertilizantes. Duas hipóteses são investigadas na busca de elucidar a origem das anomalias de flúor, a primeira, se refere à contaminação desencadeada pelo uso de fertilizantes fosfatados nas plantações de tabaco, e a segunda relacionada à causa natural, geogênica, determinada por interações rocha-fluido no aqüífero confinado. A hipótese antropogênica é testada nos solos e águas do aqüífero freático. O monitoramento das concentrações de fluoreto em campo, durante o período de dois anos e os experimentos de laboratório de retenção e lixiviação de fluoreto em solos mostram que este elemento é retido pelos solos argilosos. Durante o período de monitoramento das águas do freático, concentrações maiores que 0,16 mg L-1 não foram registradas, confirmando que o fluoreto é sorvido pelos solos argilosos ou transportado para horizontes mais permeáveis para superfície ou água subterrânea, em processo lento. Análise estatística fatorial e de agrupamento associada a técnicas de modelamento geoquímico apontaram as afinidades químicas das águas subterrâneas e possíveis origens para o fluoreto. As águas subterrâneas da Formação Santa Maria são distinguidas em quatro grupos hidroquímicos, o primeiro, cloretado sódico, evolui para águas subterrâneas bicarbonatadas sódicas, e ambos grupos apresentam anomalias de fluoreto. O terceiro grupo é de águas bicarbonatadas cálcicas e o quarto tem o magnésio como parâmetro característico. As hipóteses lançadas são também discutidas com base em análises de isótopos estáveis da água, e de sulfato e nitrato dissolvidos nas águas subterrâneas, que indicam a precipitação meteórica como a principal fonte de recarga do aqüífero estudado. A composição isotópica do sulfato da água é similar a do sulfato nos fertilizantes, não sendo possível distingui-lo de outras fontes que também apresentam assinaturas isotópicas semelhantes. No entanto, os isótopos do nitrato dissolvido nas águas subterrâneas e dos fertilizantes sugerem que não existe uma relação direta com o uso de fertilizantes NPK. Os dados apresentados indicam que os elevados teores de fluoreto no aqüífero da Formação Santa Maria resultam de interações água-rocha associadas à circulação de fluídos em estruturas tectônicas regionais levando a mistura de águas subterrâneas de aqüíferos mais profundos.

Arenização e fitossociologia da vegetação de campo no município de São Francisco de Assis, RS

Com o objetivo de conhecer a composição florística, a fitossociologia e a dinâmica vegetacional em parcelas de campos limpos do sudoeste do RS, foi desenvolvido um estudo em uma área de campo nativo submetido a pastejo contínuo. A área de estudo está situada ao longo dos sedimentos de fundo de vale da encosta de um morro tabular, no município de São Francisco de Assis, RS. Nesta área foram delimitadas duas subáreas com diferentes características com relação ao processo de arenização: subárea 01, com arenização, e subárea 02, sem ocorrência do processo. Para a florística, as subáreas foram percorridas de fevereiro de 2004 a junho de 2005, quando foi coletado material em estágio reprodutivo. Foram listadas 77 espécies pertencentes a 22 famílias na subárea 01 e 86 espécies pertencentes a 24 famílias na subárea 02. Para a fitossociologia foram inventariadas 35 unidades amostrais permanentes, de 0,25 m², em cada subárea. Foi registrada a cobertura de todas as espécies vegetais vasculares, mantilho e solo exposto em setembro de 2004, janeiro e maio de 2005 nas duas subáreas. Nos três levantamentos da subárea 01, solo exposto, Paspalum stellatum H. & B. ex Fl. e P. nicorae Parodi, detiveram as maiores coberturas e, na subárea 02, foram solo exposto, P. nicorae e P. stellatum. Foi avaliada a cobertura das espécies, do solo exposto e mantilho, considerando o tempo e a distância da encosta como fatores de variação. A estes valores foi aplicada a análise de variância univariada com testes de aleatorização, através da Distância Euclidiana. Os resultados indicam uma redução progressiva da diversidade específica e da cobertura vegetal e aumento de solo exposto na subárea 01 ao considerar o fator tempo. Na subárea 02, o aumento da cobertura de solo exposto e a redução da cobertura vegetal ocorreram tanto ao considerar o fator tempo quanto à distância da encosta, porém com menor intensidade. A ocorrência de picos com precipitação elevada de janeiro de 2004 a junho de 2005, associada à chuvas torrenciais, seguidos de períodos com redução significativa na precipitação, influenciaram diretamente na alteração da cobertura vegetal e na ocorrência da arenização na subárea 01. Identifica-se, também, que na subárea 01 os baixos índices de matéria orgânica e argila, baixa capacidade de trocas catiônicas, baixo índice de saturação de bases, reduzida disponibilidade de P (fósforo), K (potássio) e Mg (magnésio) e alta saturação de Al (alumínio) influenciam as dinâmicas da cobertura vegetal. Essas características imprimem ao solo da subárea 01 maior tendência à lixiviação, um dos fatores determinantes para a ocorrência da arenização. O solo da subárea 02, ao contrário, apresenta características que favorecem o desenvolvimento da vegetação e contribuem para a maior estabilidade do sistema local.

Estudo do componente árboreo de mata Ribeirinha no rio Camaquã, Cristal, RS

As matas ribeirinhas no rio Camaquã constituem os maiores remanescentes da Floresta Estacional Semidecidual Ribeirinha no Estado, sendo muito pouco conhecidas florística e fitossociologicamente. Em um fragmento de mata ribeirinha na margem esquerda do baixo rio Camaquã, município de Cristal (31°01’01.7’’S e 51°56’42.0’’W, em torno de 14 m.n.m.) realizou-se um estudo do componente arbóreo, com o intuito de se determinar sua estrutura e relacionar os resultados obtidos com outras florestas no Estado. O clima da região é do tipo Cfa de Köppen, com médias anuais de temperatura de 18,9 °C, e de precipitação de 1.234 mm. Os solos são do tipo Planossolo Hidromórfico Eutrófico (Sge), de textura média/siltosa. O levantamento fitossociológico foi realizado em uma área de 1 ha, dividida em 100 parcelas de 10 x 10 m, onde foram amostradas todas as árvores com DAP maior ou igual a 5 cm. Foram calculados os parâmetros fitossociológicos empregados usualmente, além das estimativas de diversidade de Shannon (H’) e equabilidade de Pielou (J’). Relações florísticas com outras áreas foram feitas através da análise de coordenadas principais e de agrupamento, utilizando os índices de similaridade de Jaccard e Dice. No levantamento florístico foram encontradas 68 espécies arbóreas, a maioria características de ambientes ribeirinhos. Na fitossociologia foram amostrados 2.179 indivíduos, pertencentes a 29 espécies, 25 gêneros e 14 famílias. As famílias Myrtaceae, Euphorbiaceae, Fabaceae, Sapindaceae e Salicaceae apresentaram as maiores riquezas. Os valores de importância mais elevados foram registrados para espécies típicas de sub-bosque, que apresentam grande densidade (Sebastiania commersoniana, Allophylus edulis e Eugenia schuechiana). As espécies ocupantes do dossel, com densidades baixas ou intermediárias (Luehea divaricata e Nectandra megapotamica) destacam-se pela dominância. O índice de diversidade foi estimado em 2,342 nats.ind.-1 (J’= 0,695), sendo intermediário entre os menores valores estimados para as matas de restingas e os maiores para Florestas Estacionais Semideciduais na região. O predomínio de espécies zoocóricas demonstra ser uma floresta madura, embora se tenha encontrado uma grande participação de indivíduos com síndrome de dispersão abióticas. Por sua localização na Planície Costeira Interna, a área apresentou, floristicamente, uma grande influência de espécies provenientes das matas de encosta da Serra do Sudeste, havendo uma maior similaridade com as matas do rio Piratini e outras Florestas Estacionais Semideciduais.

Isolamento de bactérias resistentes a cromo hexavalente e purificação parcial da enzima redutora de cromo do Bacillus sp. ES29

A redução do Cr(VI) para Cr(III) diminui a toxidade deste metal no ambiente uma vez que, o Cr(III) é insolúvel às membranas biológicas. Assim a redução microbiana do Cr(VI) é uma alternativa para reduzir os impactos ambientais causados por este metal, utilizado em diversos processos industriais. O objetivo deste trabalho foi selecionar microrganismos a partir de solo contaminado com cromo, caracterizar sua capacidade de redução do Cr(VI) durante o crescimento celular e purificar parcialmente a enzima cromo redutase do Bacillus sp. ES29, através da precipitação com sulfato de amônio (45-75%), cromatografia de gel filtração (Sephadex G-25) e cromatografia de interação hidrofóbica (Octyl Sepharose). A atividade de redução do Cr(VI) pelos isolados foi quantificada com o reagente de s-difenilcarbazida. No isolamento, foram obtidas 20 bactérias resistentes a cromo(VI). Seis destas foram capazes de reduzir 100 mg L-1 Cr(VI) em 24 horas. Um dos isolados foi identificado, através de testes bioquímicos, como pertencete ao gênero Bacillus, sendo tolerante a 750 mg L-1 Cr(VI) e reduzindo mais de 40% do Cr(VI) durante o crescimento celular. Na purificação parcial da enzima foi obtido um fator de purificação de 11,2, aumentando a atividade específica da enzima acima de 11 vezes, porém se faz necessário mais passos de purificações para obtenção desta enzima pura. As bactérias selecionadas e a enzima parcialmente purificada, foram eficientes na redução do Cr(VI) e apresentam potencial para outros estudos, visando a aplicação em processos de biorremediação.