Desorption of heavy metals from ion exchange resin with water and carbon dioxide

Adsorption and regeneration of ion exchange resins were studied using a subcritical solution of a CO₂-H₂O mixture and a fixed bed column. The commercial Amberlite IRC-50/IRC-86 cation exchange resins and Amberlite IRA-67 anion exchange resin were tested for heavy metals (Pb, Cu, Cd) adsorption from a solution with different initial metal concentrations at different temperatures. After adsorption, the loaded resins were regenerated with water and carbon dioxide at different temperatures and a pressure of 25 MPa. The efficiency of the IRC-50 resin was lower than that of the IRC-86 resin for the adsorption of metals like Cd, Cu and Pb. Results obtained for desorption of these metals indicated that the process could be used for Cd and in principle for Cu. Sorption of metal ions depended strongly on feed concentration. Mathematical modeling of the metal desorption process was carried out successfully as an extraction process. For this purpose, the VTII Model, which is applied to extraction from solids using supercritical solvents, was used in this work.

A ictiofauna no monitoramento da qualidade ambiental em um distrito industrial do estuário amazônico

Vila do Conde está localizada no município de Barcarena, Pará, Brasil. Nesta região está concentrado um importante pólo industrial de mineração, constituindo um fator de risco para a qualidade da água. Diante do exposto, este trabalho teve o objetivo de avaliar a qualidade da água no ambiente estuarino localizado no entorno de Vila do Conde utilizando a ictiofauna como bioindicador e o fígado de duas espécies de peixes como biomarcador histopatológico. As coletas do material abiótico (água) e da ictiofauna ocorreram em três áreas considerando os diferentes níveis de impacto: Zona 1, localizado no entorno do terminal portuário e industrial de Vila do Conde, considerada como alto risco de contaminação; Zona 2, localizada na ilha do Capim, na divisa dos municípios de Barcarena e Abaetetuba, classificada com risco médio de impacto; Zona 3, localizada na ilha das Onças, município de Barcarena, classificada com risco minímo por está distante das fontes de contaminação. Para todas as áreas de estudo foram feitas amostragens tanto no ambiente de canal quanto no canal de maré ao longo de quatro coletas bimestrais -, transição chuvoso para o seco (Junho 2009), seco (Setembro 2009), transição seco para chuvoso (Janeiro 2010) e período chuvoso (Abril 2010), no período de um ano de coleta. Para a obtenção dos dados foram utilizados rede de emalhar e rede de tapagem. Como forma de abordar diferentes vertentes sobre a qualidade da água em Vila do Conde, este trabalho foi dividido em etapas. A primeira etapa consistiu do uso da ictiofauna como bioindicadora (capítulo 1). Na segunda etapa foram selecionadas duas espécies abundantes com hábitos alimentares distintos, Plagioscion squamosissimus e Lithodoras dorsalis, para avaliar a saúde do ambiente através da utilização do fígado como iomarcador histopatológico (capítulo 2). Por fim todas as famílias de descritores da comunidade estudadas nos capítulos 1 e 2 foram integralizadas através do uso de índices de integridade biológica (capítulo 3). A análise da ictiofauna como bioindicadora mostrou que, para os dois ambientes (canal e igarapé), considerando as várias famílias de descritores, foi evidente a composição diferenciada entre os locais. Das 77 espécies capturadas, apenas 23 foram encontradas na zona 1. Adicionalmente, também foi observada a diminuição de organismos de grande porte. Este decréscimo foi considerado como uma resposta ecológica inicial as alterações antrópicas. A análise dos biomarcadores, feito através do estudo histopatológico do fígado se mostrou eficiente e demonstrou que presença antrópica naquela região está afetando a saúde da P. squamosissimus e L. dorsalis. O MAV (Mean Assessment Values), HAI (Histological Alteration Index) e o MDS (multidimensional scaling) mostraram claramente as diferenças entre as áreas estudadas. Nas áreas em que existe o contato mais próximo com o porto e as indústrias, as alterações foram mais severas e algumas consideradas irreversíveis para as duas espécies. As principais lesões encontradas nas duas espécies foram: o aumento do centro melanomacrófagos, degeneração gordurosa, inflamação nos hepatócitos, hepatite, congestão nos vasos e necrose focal. As alterações hepáticas observadas neste estudo foram mais intensas em P. squamosissimus que é carnívora e se alimenta na área de estudo predominantemente de camarão. Através dos índices de integridade todas as informações sobre a comunidade descritas anteriormente foram agregadas e denominadas de métricas. Para os dois ambientes (canal e igarapé), a curva de biomassa/dominância ABC mostrou que as zonas 1 e 2 apresentaram alterações, sendo estas áreas classificadas como moderadamente impactadas. Os índices BHI (Estuarine biological health index), EFCI (Estuarine fish community índex), TFCI (Transitional fish classification índex) e EBI (Estuarine biotic integrity index) foram considerados excelentes indicadores de integridade nas áreas de estudos e foram eficientes em mostrar alterações graves da comunidade de peixes na zona 1. Quanto à zona 2, já foi possível observar algum tipo de alteração no ambiente, mostrando que a contaminação não está se restringindo apenas ao entorno de Vila do Conde. As metodologias aplicadas foram capazes de detectar as interferências antrópicas na área de estudo e podem para ser replicadas em outros ambientes estuarinos. Entretanto, estudos mais detalhados e por um maior período de tempo ainda são necessários em Vila do Conde, principalmente relacionadas à bioacumulação de metais pesados nas principais espécies consumidas.

Efeito do tamanho da área florestada, grau de isolamento e distância de estradas na estruturação de comunidades de aranhas em Alter do Chão, Santarém, Pará

Dados recentes mostram que os processos de destruição da floresta e formação de fragmentos estão avançando muito rapidamente na Amazônia brasileira. Definir como esses processos afetam a fauna nas diferentes fito fisionomias amazônicas é fundamental para que se possam planejar políticas visando avaliar a vulnerabilidade relativa de diferentes grupos biológicos a esse processo assim estimar o valor de áreas fragmentadas para a conservação. Os invertebrados podem ser usados como bons indicadores para esse objetivo, pois são grupos com grande capacidade adaptativa e de dispersão, dependendo diretamente do ambiente para sua sobrevivência. A utilização de aranhas para avaliar o efeito da fragmentação florestal é recente e ainda pouco explorada, apesar das aranhas serem um grupo megadiverso e com sua biologia diretamente relacionada com a composição e estrutura do ambiente em que vivem. Destarte este trabalho objetivou avaliar os efeitos do tamanho da área florestada, do grau de isolamento e da distância das estradas sobre as comunidades de aranhas em 15 ilhas de floresta, isoladas por matriz de savana e seis áreas de mata contínua no distrito de Alter do Chão, no município de Santarém, no oeste do estado do Pará. As amostragens envolveram um esforço de 252 horas, utilizando-se guarda-chuva entomológico e coleta manual noturna, ambas com controle de tempo e área, sendo a unidade amostral representada pela soma dos resultados obtidos por três coletores em cada área, em transectos de 250m. O protocolo resultou na captura de 7751 aranhas sendo 5477 imaturos e 2274 adultos. Após a identificação do material araneológico obteve-se uma lista com 306 espécies distribuídas em 32 famílias. Os padrões da comunidade de aranhas, analisados através de um MDS (Multidimensional Scaling ou escalonamento multidimensional) utilizando a distância de Bray-Curtis mostraram separação entre as áreas de mata contínua e ilhas de floresta. A análise da resposta à primeira dimensão da ordenação foi feita para as espécies com mais de 10 indivíduos na amostra e uma ordenação direta foi feita com as características das áreas (distância das ilhas de floresta para a floresta contínua, o tamanho e o índice de forma das ilhas de floresta). Uma análise GLM, utilizada para avaliar os efeitos da degradação ambiental, indicou diferenças significativas para o número de árvores por área florestada e para a distância das estradas: a fragmentação florestal sobre a comunidade de aranhas foi significativa apenas para o tamanho das ilhas em relação ao eixo 1 do MDS. A análise de variância (anova), que foi utilizada para se achar as médias das riquezas que foram maiores nas matas contínuas, diferindo do resultado das curvas de rarefação, que apontaram uma riqueza levemente maior nas ilhas de florest. O padrão de hierarquia da comunidade de aranhas foi achado no programa Nestedness Temperature Calculator Program - Nestcalc (Atmar; Patterson, 1995).

Avaliação de risco ambiental por contaminação metálica e material orgânico em sedimentos da bacia do Rio Aurá, Região Metropolitana de Belém - PA

A bacia do Rio Aurá está situada na região metropolitana de Belém, entre os municípios de Belém e Ananindeua, onde a taxa populacional tem aumentado sem qualquer medida de controle social ou ambiental. A região é intensamente explorada, sendo que os principais problemas ambientais são o desmatamento, erosão, inundação, poluição e contaminação das águas, especialmente por metais pesados e compostos orgânicos. O comportamento geoquímico dos elementos Al, Fe, Mn, Cr, Ni e Cu e os teores de compostos orgânicos foram avaliados em 30 pontos de amostragem no período entre 2008 e 2010 nos sedimentos fluviais. O aterro sanitário não controlado localizado nas proximidades da bacia do Rio Aurá é responsável, em parte, pela contaminação dos sedimentos. O estresse ambiental é resultado das atividades antrópicas locais, que contribuem no transporte de material clástico contendo metais para o rio. As variáveis estudadas foram classificadas segundo mecanismos de transporte e fonte (autóctone ou alóctone). Os resultados demonstraram que a principal contribuição de íons Al e Fe foi o aterro sanitário; Mn e Ni vieram principalmente dos solos adjacentes; Cr foi modificado (III/VI) por processo alobioquímico e Cu por processo bioinduzido.

Efetividade de gestão da área de proteção ambiental Triunfo do Xingu: desafios de consolidação de uma unidade de conservação na região da Terra do Meio, estado do Pará

A APA Triunfo do Xingu localiza-se na região da Terra do Meio a sudoeste do Estado do Pará foi criada em 2006 com aproximadamente 1.670.000 ha está inserida numa região com importantes remanescentes da biodiversidade amazônica. A região sofre grande pressão antrópica, principalmente pelo desflorestamento decorrente da exploração madeireira ilegal, do avanço da pecuária e queimadas. A existência de uma unidade de conservação na categoria APA numa região com altos índices de degradação ambiental e grilagem de terras como a região da Terra do Meio é muito contestada como instrumento efetivo de proteção da biodiversidade e ordenamento territorial. O trabalho teve por objetivo elaborar e aplicar um modelo de qualificação de gestão da APA Triunfo do Xingu baseando-se no conceito de efetividade de gestão de maneira a aferir se a mesma está cumprindo os objetivos que nortearam sua criação. Indicadores foram elaborados e agrupados em seis temáticas: ambiental, gestão, econômico, legal, politico-institucionais e sociocultural, e posteriormente qualificados em três níveis, de acordo com seus respectivos cenários. O resultado final demonstrou o grau de efetividade de gestão de 54,3%, ou seja, as condições atuais de gestão da APA Triunfo do Xingu foram consideradas medianamente satisfatórias. O indicador politico-institucional foi o melhor pontuado com 66,6%; o indicador legal e o de gestão registraram, respectivamente, as médias de 55,5% e 54,4%; os indicadores sociocultural e ambiental registraram, respectivamente, as médias de 49,9% e 47,1%; e os indicadores econômicos registraram a média de 33,3%, sendo o grupo com o pior desempenho gerencial. Observou-se uma condição de alta vulnerabilidade da APA Triunfo do Xingu que não garante sua existência em longo prazo e os objetivos de conservação que nortearam sua criação dificilmente poderão ser alcançados nessas condições.

Síntese e caracterização de hidróxidos duplos a partir da lama vermelha

O resíduo do refino da bauxita, comumente conhecido como lama vermelha, tem mostrado ser capaz de ligar metais traços tais como o cobre, cádmio, zinco, cromo, níquel e chumbo sob condições apropriadas. A neutralização da lama vermelha é necessária porque essa lama é tipicamente cáustica, com pH em torno de 13. Muitas pesquisas têm sido desenvolvidas envolvendo a utilização da lama vermelha, porque contem uma série de elementos valiosos. Assim a utilização da lama vermelha como material de construção e como adsorvente é atrativa porque ela é utilizada em grande quantidade. Nada pode ser feito sem descartar componentes valiosos como titânio, zircônio e principalmente ferro. A síntese de hidrotalcita conectada com a reciclagem de soluções alcalinas representa uma maneira efetiva de uso dessa solução considerando a forte demanda por proteção ambiental no mundo. Os compostos tipo hidrotalcita, precipitados durante a neutralização da lama, também removem oxi-ânions de metais de transição através da combinação de intercalações e adsorção de espécies aniônicas na sua superfície externa. Os hidróxidos duplos lamelares (HDL) vêm sendo investigados à muitos anos como materiais hospedeiros para uma variedade de reações de intercalação de anions. A estrutura lamelar dos HDLs pode ser usada para controlar a adição ou remoção de uma variedade de espécies químicas, tanto orgânicas quanto inorgânicas. Isto é alcançado através de sua habilidade de adaptar a separação das lamelas de hidróxidos, e da reatividade da região interlamelar. O material resultante adsorve anions quando colocado em soluções e reverte a estrutura da hidrotalcita. Avanços significativos têm sido alcançados recentemente na caracterização desses materiais, incluindo estudos estruturais sobre o mecanismo de intercalação. O objetivo desse trabalho foi a síntese e caracterização de HDLs a partir da lama vermelha, e testar esses materiais como adsorventes de metais pesados.