Estoque e frações de carbono orgânico e fertilidade de solo sob floresta, agricultura e pecuária

O entendimento dos fenômenos de trocas de carbono entre solo, água e atmosfera é fundamental para o manejo e a conservação de ecossistemas naturais e agrários. Os objetivos deste trabalho foram determinar os estoques de carbono orgânico, as suas frações e a fertilidade do solo sob os manejos florestal (mata remanescente), integrando agricultura e florestas (eucalipto e cutieira) e em monoculturas agrícola (sob pivô central) e pastoril (braquiária), na Bacia do Rio Paraopeba, em Florestal-MG, visando a propor indicadores para a avaliação de manejo e conservação do solo. As amostras de solo foram coletadas em remanescente de mata nativa (Mata), em área agrícola cultivada sob irrigação de pivô central (Pivô) e em áreas de cultivo de Corymbia citriodora (Corymbia citriodora (Hook.) K.D. Hill & L.A.S. Johnson) (Eucalipto), Joannesia princeps Vell. (Cutieira) e Brachiaria decumbens Stapf (Pasto), nas profundidades de 0 a 20 e 20 a 40 cm. Os resultados indicaram que as estimativas dos estoques e de estabilidade do carbono orgânico aumentaram com a fertilidade do solo. Os sistemas florestais, principalmente a Mata, acompanhada pelos sistemas de manejo do solo integrando florestas à pastagem, em comparação com o cultivo contínuo ou a monocultura de pastagem, apresentaram estoques de carbono maiores, mais estáveis e menos solúveis, com formas mais aromáticas e hidrofóbicas (maior relação AH/AF), indicando menor potencial de lixiviação de carbono para o sistema aquático adjacente.

A dinâmica de populações microbiológicas na estabilização aeróbia de resíduos orgânicos de fecularias de mandioca

No presente trabalho foi estudada a biologia da estabilização aeróbia de resíduos da extração industrial de amido e farinhas, das raízes de «mandioca brava» (Manihot esculenta), planta nativa do Brasil e de grande importância econômica dado seu alto valor nutritivo. Os resíduos líquidos dessa extração apresentam elevado teor de matéria orgânica proteica e possuem ácido cianídrico, sendo inconveniente, por essas razões, seu lançamento aos rios sem prévia estabilização. Essa estabilização tem sido obtida, satisfatoriamente, por intermédio de instalações de valos de oxidação. Os objetivos almejados com o estudo da biologia do sistema eram, principalmente: 1. Conhecer a composição biológica e a estrutura microscópica dos flocos formados por aeração; 2. Determinar as causas e, eventualmente, o processo de correção do fenômeno do intumescimento do lôdo («bulking») que freqüentemente ocorre nessas instalações; 3. Determinar a seqüência de populações microbiológicas que se desenvolvem no decorrer do processo de estabilização, de modo a possibilitar o controle microscópico da eficiência do sistema de tratamento. Através da aeração do resíduo, em laboratório e comparando os resultados da análise microscópica com os dados que permitiam verificar a evolução do processo de estabilização, foi possível obter-se os seguintes resultados: 1. Os flocos são constituídos de uma massa biológica em que predominam fungos filamentosos (Fig. 2). 2. Êsses flocos, sendo pouco compactos, originam o fenômeno do intumescimento. 3. A adição de fósforo ao sistema produz modificação radical na biologia e na estrutura dos flocos, determinando predominância de bactérias, formação de flocos compactos e desaparecimento do fenômeno de intumescimento (Fig. 1; Fig. 2c). 4. Foi estabelecida a seqüência de microrganismos bem como as suas relações de natureza ecológica com as distintas etapas na evolução do processo de estabilização de modo a permitir o reconhecimento microscópico dessas etapas e controle do funcionamento e eficiência do sistema (Fig. 3).

Nanofiltração de águas superficiais contendo disruptores endócrinos

A produção de água para consumo de alta qualidade a partir de águas de superfície envolve a remoção de micropoluentes em associação com matéria orgânica natural (MON) residual. Actualmente os disruptores endócrinos (DE) são um tipo de micropoluentes de especial relevância e que necessitam de investigação ao nível de detecção analítica e de tecnologias de remoção. A nanofiltração (NF) apresenta-se como uma tecnologia mais adaptada à remoção de DE que podem ser de origem natural ou substâncias químicas como o IGEPAL CO-210 ou ainda provenientes da degradação destas como o 4-nonilfenol. A optimização da NF para remoção dos DE é o objectivo principal deste trabalho final de mestrado. Esta foi realizada em termos de tipos de membranas e de modos e condições de operação. Para este efeito foram realizados ensaios com soluções modelo (4-nonilfenol, 4-octilfenol e IGEPAL) e com amostras de águas de superfície, recolhida no Rio Sado, com e sem inoculação de DE. Os ensaios com as soluções modelo foram realizados em modo de recirculação total numa instalação de nanofiltração laboratorial com células planas e uma área superficial de membrana de 13,2 cm2. Os ensaios com as águas de superfície foram realizados em modo de concentração numa instalação semi-piloto, DSS Lab-unit M20, com 360 cm2 de área superficial de membrana. Os ensaios de permeação foram realizados com membranas de nanofiltração fornecidas pela FILMTEC - NF 90, NF200 e NF270 - com permeabilidades hidráulicas a variarem de 3,7 a 15,6 Kg/h/m2/bar. A quantificação dos DE foi realizada recorrendo a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) precedida de uma pré-concentração, os teores em matéria orgânica natural foram quantificados recorrendo à determinação do carbono orgânico total (COT). Para as soluções modelo os solutos 4-nonilfenol, 4-octilfenol e IGEPAL são rejeitados a 100% por todas as membranas. A NF do Rio Sado com e sem inoculação de DE foram efectuadas até taxas de recuperação de 84%. Os fluxos de permeação para as membranas NF270 e NF200 diminuíram de 100 L/h/m 2 e 70 L/h/m2, respectivamente para valores finais de 20 L/h/m2. Na membrana NF90 os fluxos iniciais de 20 L/h/m 2 decresceram até um valor próximo de zero para as taxas de recuperação mais elevadas. As rejeições ao MON para as membranas NF90, NF200 e NF270 foram 94%, 82% e 78% respectivamente. As rejeições aos DE - 4-nonilfenol, 4-octilfenol e IGEPAL - foram sempre superiores a 98% em todos os ensaios.

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.

Development of membranes for purification of liquid effluents from stainless steel pickling

Este trabalho foi desenvolvido no âmbito de um projecto europeu intitulado: “Operational demonstration of innovative and sustainable nitrate elimination in stainless steel pickling by higher power biological denitrification technique” Projecto RESP-CT-2007-00047, tendo em vista o desenvolvimento de membranas para o tratamento de efluente resultante da decapagem do aço inox. Numa fase inicial foram desenvolvidas membranas compostas assimétricas pelo método de polimerização interfacial. Estas membranas foram produzidas utilizando uma membrana comercial de suporte em polietersulfona e os filmes selectivos de poliamiada foram formados por reacção entre 1,3,5-tri(clorocarboni)benzeno (TMC) e várias dinaminas: piperazina (PIP), N-(2-aminoetil)-piperazina (EAP), 1,4-bis(3-aminopropil)-piperazina (DAPP), 6-metil-1,3,5 triazina-2,4 diamina (MTC), Isoforodiamina (IPD) e Dietilenetriamina (DET). A elaboração de membranas de TFC (thin film composite) tinha como objectivo a retenção de sais do efluente resultante da decapagem do aço inox. No entanto, chegou-se a conclusão de que o principal problema do efluente não era a retenção dos sais, mas sim a retenção da matéria orgânica. Assim, já não era necessa´ria a produção de membranas compostas, mas apenas uma membrana suporte simples de microfiltração. Numa segunda fase procedeu-se a preparação da membrana suporte pelo método da inversão de fase, tendo-se testado vários tipos de polímeros: PVC (polyvinyl chloride), PEI (Polyetherimide) e um polímero termoplástico geral. A membrana seleccionada foi a de PEI, com base na sua permeabilidade à água destilada e ao efluente resultante das águas residuais da decapagem do aço inox. Todas as membranas elaboradas durante a realização deste trabalho foram testadas na célula de Berghof a uma pressão de 4bar e com agitação. O principal prâmetro estudado foi a permeabilidade da membrana.

Fraccionamento do efluente da indústria da cortiça por ultra-nanofiltração: caracterização e estudo da sua biodegradabilidade

O efluente da Indústria da Cortiça apresenta elevados teores de carga orgânica e de compostos fenólicos, nomeadamente teninos, com baixa biodegradabilidade e significativa toxicidade, o que dificulta o seu tratamento. O objectivo deste trabalho é o estudo da biodegradabilidade de diferentes fracções do efluente da cortiça, na perspectiva de contribuir para viabilizar o seu tratamento. Biológico, em simultâneo com a sua valorização, pela recuperação do seu conteúdo em taninos. O fraccionamento foi realizado através de processos de separação por membranas, nomeadamente por ultrafiltração e nanofiltração, de Limite de Exclusão Molecular (MWCO) compreendido entre 0,125-91kDa. O efluente e as fracções permeadas obtidas foram analisadas em termos de conteúdo orgânico (COT, CBO, CQO), fenóis, taninos, cor, pH e condutividade. A caracterização do efluente revelou um elevado conteúdo orgânico (2285-2604 mg de CQO/L, 670,5-1056,8 mg C/L, 1000-1225 mg CBO/L), biodegradabilidade relativamente baixa (0,44-0,47 para CBO/CQO; k de 0,25-0,24 d-1) e elevado conteúdo de fenóis (0,36-0,41 g de ácido tânico/L) e de taninos (0,25-0,27 g ácido tânico/L). O fraccionamento do efluente permitiu concluir uma diminuição do seu conteúdo poluente nos permeados com a diminuição do MWCO das membranas utilizadas. A diminuição simultânea de matéria orgânica e fenóis foi particularmente significativa no permeado da membrana de MWCO de 3,8 kDa que, por outro lado, apresenta uma melhoria significativa para o índice de biodegradabilidade e k (0,83;0,38-0,44 d-1), o que significa que este permeado apresenta já viabilidade para sofrer um processo biológico para remoção de matéria orgânica e o concentrado apresenta um elevado potencial para recuperação de taninos. Nas fracções de MWCO inferior a 3,8 kDa, a diminuição de matéria orgânica é muito significativa, com um aumento da sua fracção biodegradável. Embora os resultados não sejam totalmente conclusivos em termos de biodegradabilidade, esta fracção apresenta já características adequadas para reutilização como água de processo.

Produtividade de criadouro de Aedes albopictus em ambiente urbano

INTRODUÇÃO: O encontro de Aedes albopictus na cidade de Cananéia, região Sudeste do Estado de São Paulo, Brasil, ensejou a ocasião de realizar observações que visassem avaliar a produtividade de criadouro grande e permanente. Como objetivo, após selecionar o habitat a ser estudado, tentou-se avaliar-lhe a contribuição para a densidade local do mosquito. MATERIAL E MÉTODO: Em área predeterminada procedeu-se a levantamento de criadouros potenciais. Constatada a presença da espécie, foi selecionado um dos recipientes que preenchia os requisitos desejados. O acompanhamento foi feito de maneira ininterrupta, no período de novembro de 1996 a maio de 1997. As observações obdeceram a ritmo quinzenal retirando, cada vez, amostra da água correspondente a 0,14, ou seja, um sétimo do volume total de 70 litros. Procurou-se coletar, identificar e numerar, por sexo, as pupas existentes. Concomitantemente, procedeu-se à captura de formas adultas. Foi utilizada a isca humana das 15:00 às 18:00h, instalada a cerca de 6 metros do mencionado criadouro. Finda essa coleta, foi feita aspiração com 30 min. de duração em locais de abrigo representados pela abundante vegetação circunjacente. RESULTADOS: Nas coletas de formas imaturas do criadouro, o Ae. albopictus compareceu com 44,9%. Ao longo de 15 amostras regularmente realizadas obteve-se a média de 31,13 pupas pertencentes a essa espécie. O índice de emergência(E) foi de 2,1. A multiplicação desse valor por sete forneceu a média diária de 14,7 fêmeas. Nas coletas de adultos desse sexo, a média de Williams para a isca humana foi de 30,7, enquanto a densidade média horária da aspiração dos locais de abrigo foi de 9,2. O cálculo do acúmulo diário concluiu pela presença de 22,8 fêmeas, por dia, capazes de freqüentar a isca humana, nessa situação e condições. DISCUSSÃO: A contagem de pupas possibilitou estimar a produtividade de criadouro de Ae. albopictus, tipo grande (dez litros ou mais) e de caráter permanente. A água acumulada no recipiente estudado apresentou-se rica em matéria orgânica, predominantemente de natureza vegetal. Neste particular, não há como compará-lo a reservatórios destinados ao armazenamento de água para uso doméstico. A falta de manutenção desses reservatórios poderá contribuir para levar a situação, se não idêntica, pelo menos próxima da evidenciada no trabalho. Embora se trate de espécie até agora não incriminada como vetora, é de se admitir que as observações encontradas possam ser utilizadas no programa de erradicação de Ae. aegypti que está em curso no Brasil.

Emergência de Aedes albopictus em recipientes artificiais

OBJETIVO: Estimar o potencial de emergência média diária de adultos fêmeas de Aedes albopictus, espécie que, embora não tenha sido incriminada, até o momento, como vetora de dengue no Brasil, é muito próxima de Aedes aegypti. MÉTODOS: As observações foram realizadas quinzenalmente e de maneira ininterrupta na localidade de Pedrinhas, Estado de São Paulo, no período de 1996 a 2000. Para estimar a produtividade dos criadouros, mediu-se o índice de emergência (E). Foram utilizados dois reservatórios grandes e permanentes com mais de 10 litros de água, para que o líquido faltante fosse reposto a cada coleta. Os demais reservatórios (seis) foram representados por cubas com capacidade de 1 litro, sendo que, a cada cuba, foi adicionado 1 litro de água destilada. Posteriormente, a cada coleta, o volume de água foi reposto independentemente da pluviosidade. As associações foram estudadas pelo índice de correlação de Pearson. RESULTADOS: A emergência (E) do reservatório mantido descoberto foi de 66,5, maior do que a emergência da caixa d'água coberta, que foi de 12,2. Ambos os criadouros tiveram o caráter de "permanente" assegurado pela reposição do líquido, caso o volume diminuísse ao longo do tempo de observação. Não houve associação importante com as condições de pluviosidade e de temperatura. Os recipientes menores foram representados por cubas, em número de seis. Algumas delas mostraram associação com as condições meteorológicas e os índices de emergência (E), indicando os meses de menor pluviosidade como menos produtivos. Esses meses, de junho a novembro, seriam o lapso de tempo mais propício para realizar a operação de remoção mecânica de recipientes. CONCLUSÃO: As diferenças encontradas na produtividade dos dois reservatórios permanentes poderão, ao menos parcialmente, ser explicadas pela presença de matéria orgânica que serviria para a alimentação larval. Quanto aos recipientes transitórios, supõe-se que a época de menor pluviosidade seria a mais propícia para executar a limpeza dos quintais domésticos. Com isso, seria mais eficaz a diminuição da proliferação de mosquitos na estação seguinte. A presença de matéria orgânica na água dos criadouros poderá, se vegetal ou animal, trazer subsídios à separação das populações de Aedes aegypti e de Ae. albopictus.

O conteúdo orgânico do sedimento influencia na distribuição intraespecífica de caranguejos-chama-maré

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Minimização de odores em contentores de resíduos sólidos

Mestrado em Engenharia Química

Biorremediação de solos contaminados com produtos petrolíferos

Mestrado em Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental.

Estudo comparativo das alterações das características químicas de um solo sujeito a fogo controlado

Mestrado em Engenharia Química.

Reciclagem de plásticos

A dissertação teve como primeiro objectivo a identificação e quantificação de contaminantes do processo de reciclagem mecânica de plásticos de polietileno de alta densidade (PEAD) e polietileno de baixa densidade (PEBD). Desta forma aplicouse o método da análise de inertes, descrito na norma XP U44-164, da Associação Francesa de Normalização (AFNOR) e que é utilizado para classificar o composto. Os procedimentos experimentais foram aplicados na análise dos resíduos Pré-lavagem, Moinha e Final, produzidos durante o processo de reciclagem. O método adoptado permitiu identificar de forma expedita os principais contaminantes plásticos, poliestireno (PS), polipropileno (PP), polietileno tereftalato (PET) e policloreto de vinilo (PVC), e outros contaminantes, matéria orgânica, metais, vidros, pedras e areias. Uma vez que, actualmente, estes resíduos são depositados em aterro, considerou-se importante estudar outras formas de valorização. Assim, o segundo objectivo deste trabalho corresponde à caracterização físico-química dos resíduos da reciclagem de plásticos, de forma a avaliar o seu potencial para valorização energética. As alternativas consideradas foram a incineração e a co-incineração, e os resultados comparados com as normas em vigor. A comparação dos resultados obtidos com as especificações da EURITS, no caso das unidades de incineração dedicada, e da indústria cimenteira Secil, no caso da coincineração permitiram concluir que os resíduos em questão têm potencial para valorização energética.

Contributo para avaliar a possibilidade de reutilização das areias removidas nas ETAR

O presente trabalho insere-se na temática da valorização dos resíduos e da importância de os desviar dos aterros sanitários, indo ao encontro das novas directivas europeias em matéria de gestão de resíduos, contribuindo para atingir os objectivos nacionais, elevados por compromissos internacionais e comunitários assumidos pelo Estado Português. As areias removidas das águas residuais nas ETAR são, em geral, encaminhadas para aterro sanitário e depositadas como resíduo. Este trabalho contribui para avaliar a possibilidade de reutilização destas areias para outros fins, nomeadamente em: aterro sanitário (sistema de impermeabilização basal, terra de cobertura diária e selagem final); almofadas de assentamento; construção de estradas (terraplenagens e pavimentos); fabrico de betão e argamassas; ou noutros usos cuja qualidade exigida seja compatível com a qualidade destas areias. Tendo em conta que a reutilização destas areias só é possível se forem asseguradas as características técnicas, e se do seu manuseamento e aplicação não resultar qualquer risco para a saúde pública e para o ambiente, foi determinada a composição granulométrica, o coeficiente de permeabilidade, e o impacte que a desinfecção com hipoclorito de sódio pode ter na qualidade sanitária das areias removidas das águas residuais de uma ETAR seleccionada como caso de estudo(ETAR de Sesimbra). Os resultados obtidos para a granulometria e para o coeficiente de permeabilidade, permitem concluir que as areias em estudo, para estes parâmetros, têm características semelhantes às de uma areia corrente, sendo interessantes para os usos equacionados, embora o valor da matéria orgânica seja um pouco elevado. A nível da qualidade sanitária, os valores de coliformes fecais foram superiores ao que seria desejável, pelo que devem ter um tratamento adicional antes de serem reutilizadas. Embora os resultados não possam ser tomados como definitivos ou conclusivos, a desinfecção com hipoclorito de sódio revelou-se benéfica na medida em que permitiu reduzir, em todos os ensaios, o valor de coliformes fecais, atingindo uma qualidade sanitária comparável à exigida nos E.U.A. para a valorização agrícola de lamas de ETAR.

Avaliação da eficácia de tratamentos convencionais e aplicações alternativas para prevenir a biodeterioração em património cultural

Dissertação de Mestrado em Conservação e Restauro.Área de especialização: Pedra