Síntese, caracterização e aplicação de nanoadsorventes magnéticos visando à remoção de Cr(VI) de águas residuais

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Mestrado em Ciências de Materias, 2016.

Water quality in lakes and reservoirs in China

Dissertation elaborated for the partial fulfilment of the requirements of the Master Degree in Civil Engineering in the Speciality Area of Hydarulics

Condições sócio-ambientais da bacia hidrográfica do rio Caeté (Pará, Brasil)

A ausência de gerenciamento em bacias hidrográficas, na região Amazônica, tem afetado seus recursos hídricos nos últimos anos. Por esta razão, esta tese visa estudar os aspectos sociais e ambientais de dezoito comunidades rurais ao longo da Bacia Hidrográfica do Caeté, bem como o efeito da descarga de água residual lançada no estuário do Caeté e no rio Cereja, na cidade de Bragança. A metodologia adotada para o levantamento do perfil socioeconômico e das condições de vida e moradia foi baseada na aplicação de questionários estruturados e semi-estruturados. Em algumas comunidades, a produção doméstica de lixo foi estimada e catalogada, em 20% das residências. Quanto à qualidade da água subterrânea, análises das variáveis físicoquímicas e microbiológicas (turbidez, cor real, cor aparente, pH, temperatura, ferro dissolvido, nutrientes dissolvidos, coliformes termotolerantes e coliformes totais) foram realizadas nos principais poços que abastecem as comunidades rurais estudadas. Coletas oceanográficas (com medidas de variáveis hidrológicas e hidrodinâmicas) como também análises microbiológicas foram realizadas nas áreas mais urbanizadas do estuário do Caeté e do rio Cereja, para caracterizar a qualidade das águas nos setores estudados. Os principais impactos ambientais foram identificados, georreferênciados, fotografados e mapeados. Diretrizes de gerenciamento foram propostas para minimizar os problemas sócio-ambientais encontrados. Os resultados obtidos mostraram que das 2.207 famílias rurais (~9.573 habitantes), a maioria possui baixa-renda, baixo grau de escolaridade e precárias condições de vida e moradia. Os serviços e infraestrutura disponíveis são ineficientes ou ausentes, como evidenciados pela falta abastecimento de água potável, coleta de lixo, coleta de esgoto, escolas, atendimento médico etc. Por outro lado, a cidade de Bragança tem mais de 72.621 habitantes, vivendo sobre uma área de aproximadamente 16 km², e é uma das mais antigas cidades da região amazônica. Entretanto, os dois rios estudados recebem influência da descarga de esgoto por residências, hospitais, comércio, fábricas etc. e tem apresentado elevado índice de coliformes termotolerantes. A falta de políticas públicas eficazes tem acentuado os problemas ambientais e sócio-econômico. Desta forma, os autores sugerem várias medidas para melhorar a situação atual, incluindo: (i) a regulamentação do uso da terra para reduzir o impacto ambiental do setor econômico; (ii) a implementação de programas de gestão para a exploração sustentável dos recursos naturais (peixes, caranguejos, argila, madeira); (iii) a instalação de serviços públicos, em especial água encanada e saneamento e (iv) o controle e penalização da exploração ilegal dos recursos naturais.

Avaliação do potencial genotóxico e mutagênico do efluente de uma refinaria de petróleo e dos rios sob sua influência, por meio de bioensaios com Oreochromis niloticus (Perciformes, Cichlidae)

The petrochemical industry represents a sector of intense activity, in constant expansion and great economic importance for Brazil. In order to be used in various human activities petroleum needs to suffer a refinement process that, besides requiring large amounts of water, produces large amounts of wastes, which are discharged in hydric resources. Petroleum is a complex mixture mainly comprised by hydrocarbons, many of them are recognized as toxic chemicals, which are able to induce a considerable environmental pollution. Since water is an important resource for the maintenance of ecosystems and is also the final receiver of effluent discharges of the petroleum industry, there is an imminent need to monitor, constantly, the hydric resources that are influenced by this industrial activity, so that it can be ensured the environmental health. This study aimed, mainly, to analyze the quality of water samples derived from refinement process performed of the largest petroleum refinery in Brazil (REPLAN), in distinct steps of the industry treatment, and waters of rivers associated to its activity. Micronuclei and Nuclear Abnormalities tests were performed in erythrocytes of the fish species Oreochromis niloticus exposed to water samples derived from refinery use and to rivers under the influence of their effluents, in order to evaluate its possible toxic, genotoxic and mutagenic effects. The results obtained show that the treatment carried out by the refinery, during the evaluated periods, was effective, since the substances present in the water samples did not induce significant genotoxic and/or mutagenic alterations in the genetic material of the test organisms. On the other hand, when the substances present in the refinery effluent mix with the ones derived from other industrial activities developed upstream of this industry, the resultant compound, in some periods, presented genotoxic potencial, characterized by a rise of erythrocytic...

Emprego dos processos de eletrofloculação e osmose inversa no tratamento de águas oleosas

A descarga desenfreada de águas residuais no meio ambiente, ao longo dos últimos anos, vem acelerando o processo de contaminação e degradação dos corpos hídricos no mundo. Tais rejeitos apresentam elevada carga de contaminantes e de concentração de matéria orgânica o que leva a mortandade das espécies pela concorrência ao oxigênio e, em casos extremos, a aceleração dos processos de eutrofização. Pensando nisso, o presente trabalho estudou um sistema híbrido, em batelada, de tratamento de águas oleosas simuladas em laboratório pela adição de um determinado óleo lubrificante em uma solução aquosa de agentes emulsificantes e eletrólito suporte. O sistema de tratamento foi composto de duas etapas, onde na primeira avaliou-se o uso da técnica da eletrofloculação, responsável por quebrar a estabilidade das emulsões óleo/água e de uma segunda que avaliou o uso de processos de separação com membranas visando à remoção do metal adicionado ao efluente na etapa anterior. O sistema de eletrofloculação foi avaliado em relação ao uso de eletrodos de alumínio e ferro com correntes elétricas de 1A, 2A e 3A, nos modos contínuo e alternado. Os resultados apontaram um maior consumo evidente de massa de eletrodos quando do uso da corrente contínua, 4,0337g 0,0132 para o alumínio e 3,8260g 0,0181 para o ferro ao passo que o consumo foi de 2,1400g 0,0099 para o alumínio e 2,4121g 0,0127 para o ferro quando do o uso da corrente alternada. Foram alcançadas remoções máximas de 98 % 0 da DQO, 99,77 % 0,27 de remoção da cor e 100 % 0 de remoção da turbidez para o uso de corrente alternada e eletrodos de alumínio enquanto se alcançaram remoções máximas 96 % 1 da DQO, 99,46 % 0,82 de remoção da cor e também 100 % 0 de remoção da turbidez no uso de eletrodos de ferro. Na segunda etapa do estudo, a osmose inversa, o sistema utilizado atingiu rejeições de 99,53 % 0,12; 99,56 % 0,13 e de 98,87 % 0,36, para pressões respectivas de 10, 20 e 30 bar. Além disso, foram obtidos fluxos crescentes de permeado 10,87 L/h.m2 0,25; 15,67 L/h.m2 0,53; 18,49 L/h.m2 0,74 com o também aumento da pressão. Ao final do estudo alcançou-se um efluente final com baixa carga orgânica e de metais, estando o mesmo apto ao lançamento nos corpos receptores. Entretanto, mecanismos de controle, sobretudo de pH devem ser incluídos no projeto desses sistemas uma vez que esse parâmetro sofre alterações ao longo do processo

Molecular diversity and transferability of integrons from wastewaters

Na evolução bacteriana, a capacidade de explorar novos ambientes e de responder a diferentes pressões selectivas deve-se principalmente à aquisição de novos genes por transferência horizontal. Integrões são elementos genéticos bacterianos que constituem sistemas naturais de captura e expressão de cassetes de genes, sendo um dos principais mecanismos bacterianos envolvidos na aquisição de resistências a antibióticos. Estudos recentes suportam a hipótese de que os ambientes naturais constituem importantes reservatórios de integrões e cassetes de genes. Uma vez que as águas residuais são descarregadas em receptores naturais, torna-se fundamental conhecer a presença e dispersão de integrões nestes ambientes, assim como a sua associação a outros elementos genéticos móveis e a genes de resistências a antibióticos. Neste trabalho, pretendeu-se avaliar a prevalência e diversidade de integrões em águas residuais de origem animal e doméstica, bem como a sua associação a plasmídeos conjugativos, usando metodologias dependentes e independentes do cultivo de microrganismos em laboratório. Os resultados obtidos sustentam assim a hipótese de que ambientes particularmente ricos em matéria orgânica, como é o caso das águas residuais, constituem ambientes propícios à presença de integrões e à ocorrência de transferência horizontal de genes de resistência a antibióticos, embora a sua prevalência e diversidade seja influenciada pelo tipo de efluente em questão. A presença de integrões em estações de tratamento de águas residuais, e em especial nos efluentes tratados, constitui assim um factor preocupante, uma vez que tal contribui para a sua disseminação e dispersão por outros ecossistemas aquáticos, nomeadamente rios e mares. Os métodos utilizados permitiram também detectar uma elevada diversidade de cassetes de genes associadas a integrões, sendo possível que algumas dessas sequências codifiquem para proteínas que desempenhem um importante papel na adaptação bacteriana às intensas pressões selectivas características deste tipo de ambientes. Assim, é possível concluir que as comunidades bacterianas presentes em águas residuais reúnem diferentes tipos de elementos geneticamente móveis que desempenham um importante papel não só na adaptação bacteriana, mas também na disseminação de determinantes genéticos de resistência para ambientes naturais. Adicionalmente, a presença de potenciais proteínas com possíveis aplicações biotecnológicas reforça a importância das águas residuais como fontes de diversidade funcional. Este trabalho incluiu também a criação e implementação da base de dados INTEGRALL, desenvolvida com o intuito de congregar informação acerca de integrões e de uniformizar a nomenclatura de cassetes de genes.

Desenvolvimento de métodos de análise físico-química em águas usando um analisador multiparamétrico AQUAKEM

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

Análise da qualidade das águas, Funchal

No âmbito do conceito de sustentabilidade dos recursos hídricos, foi realizado um estudo para avaliar o estado qualitativo das águas superficiais e subterrâneas de uma área em particular, mais concretamente o concelho do Funchal. Inicialmente, fez-se uma caracterização da região hidrográfica em estudo onde se incluem aspetos geográficos, climáticos, hidrológicos, geomorfológicos e socioecónomicos. Posteriormente, realizou-se uma apresentação gráfica de análises temporais efetuadas a parâmetros biológicos, físico-químicos e microbiológicos às águas superficiais e subterrâneas da região em estudo. Por fim, apresenta-se e propõe-se uma vasta lista de objetivos a manter ou alcançar nos próximos anos, onde se incluem ações prioritárias e recomendações visando, não só a melhoria qualitativa e quantitativa global dos recursos hídricos no concelho mas também a proteção contra poluição e riscos naturais.

Relação da densidade populacional sobre variáveis de qualidade físico-química das águas superficiais em microbacias hidrográficas urbanas sem cobertura sanitária em Porto Alegre - RS

O objetivo principal deste trabalho foi a análise da variação de alguns parâmetros físico-químicos da qualidade das águas de pequenos rios urbanos com baixas a médias densidades de ocupação populacional nas áreas de drenagem de suas bacias hidrográficas. Para isso, foram selecionadas 4 bacias hidrográficas urbanas situadas na Região Metropolitana de Porto Alegre/RS: Arroios Mãe d‘Água e Moinho apresentando média densidade populacional bruta (cerca de 70 hab/ha), Arroio Capivara apresentando baixa densidade populacional (8 hab/ha próximo às nascentes da bacia e 33 hab/ha considerando a área até próximo à sua foz), e o Arroio Agronomia que apresenta um tributário relativamente bem preservado, com ocupação urbana residual (<2 hab/ha), considerado como referencia regional para a qualidade físico-química das águas. Os resultados mostraram que a população residente nestas áreas apresenta deficiências de atendimento do ponto de vista do saneamento básico (coleta e tratamento de esgotos sanitários, coleta de lixo e abastecimento de água) impondo aos moradores o uso de tecnologias de disposição local dos seus resíduos. Como resultado, os dados mostraram uma relação direta entre a densidade populacional e a presença de esgotos não tratados nos corpos d’água, e como conseqüência, observaram-se alterações importantes em quase todas as variáveis físico-químicas escolhidas para o monitoramento da qualidade das águas, quando comparadas com a condição referencial. Entre os modelos de regressão testados (linear, potência, logarítmico, exponencial e polinomial de segundo e terceiro graus) o modelo logarítmico apresentou melhor ajuste sobre os demais, indicando a possibilidade do seu uso para 21 das 26 variáveis.A forma logarítmica indica que, a partir de uma condição natural não urbanizada, mesmo pequenas densidades populacionais são capazes de alterar significativamente a qualidade das águas.

Análise da qualidade das águas, Funchal

No âmbito do conceito de sustentabilidade dos recursos hídricos, foi realizado um estudo para avaliar o estado qualitativo das águas superficiais e subterrâneas de uma área em particular, mais concretamente o concelho do Funchal. Inicialmente, fez-se uma caracterização da região hidrográfica em estudo onde se incluem aspetos geográficos, climáticos, hidrológicos, geomorfológicos e socioecónomicos. Posteriormente, realizou-se uma apresentação gráfica de análises temporais efetuadas a parâmetros biológicos, físico-químicos e microbiológicos às águas superficiais e subterrâneas da região em estudo. Por fim, apresenta-se e propõe-se uma vasta lista de objetivos a manter ou alcançar nos próximos anos, onde se incluem ações prioritárias e recomendações visando, não só a melhoria qualitativa e quantitativa global dos recursos hídricos no concelho mas também a proteção contra poluição e riscos naturais.

Estudo de adsorvente obtido de terras diatomáceas para remoção de metais pesados em águas produzidas: processamento, caracterização e dinâmica em leito fixo

The acceleration of industrial growth in recent decades on all continents aroused the interest of the companies to counter the impacts produced on the environment, spurred primarily by major disasters in the petroleum industry. In this context, the water produced is responsible for the largest volume of effluent from the production and extraction of oil and natural gas. This effluent has in its composition some critical components such as inorganic salts, heavy metals (Fe, Cu, Zn, Pb, Cd, ), presence of oil and chemicals added in the various production processes. In response to impact, have been triggered by research alternative adsorbent materials for water treatment and water produced, in order to removing oils and acids and heavy metals. Many surveys of diatomaceous earth (diatomite) in Brazil involve studies on the physico-chemical, mineral deposits, extraction, processing and applications. The official estimated Jazi are around 2.5 million tonnes, the main located in the states of Bahia (44%) and Rio Grande do Norte (37,4%). Moreover, these two states appear as large offshore producers, earning a prominent role in research of adsorbents such as diatomite for treatment of water produced. Its main applications are as an agent of filtration, adsorption of oils and greases, industrial load and thermal insulator. The objective of this work was the processing and characterization of diatomite diatomaceous earth obtained from the municipality of Macaíba-RN (known locally as tabatinga) as a low cost regenerative adsorbent for removal of heavy metals in the application of water produced treatment. In this work we adopted a methodology for batch processing, practiced by small businesses located in producing regions of Brazil. The characterization was made by X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and specific surface area (BET). Research conducted showed that the improvement process used was effective for small volume production of diatomite concentrated. The diatomite obtained was treated by calcination at temperature of 900 oC for 2 hours, with and without fluxing Na2CO3 (4%), according to optimal results in the literature. Column adsorption experiments were conducted to percolation of the in nature, calcined and calcined fluxing diatomites. Effluent was used as a saline solution containing ions of Cu, Zn, Na, Ca and Mg simulating the composition of produced waters in the state of Rio Grande do Norte, Brazil. The breakthrough curves for simultaneous removal of copper ions and zinc as a result, 84.3% for calcined diatomite and diatomite with 97.3 % for fluxing. The calcined fluxing diatomite was more efficient permeability through the bed and removal of copper and zinc ions. The fresh diatomite had trouble with the permeability through the bed under the conditions tested, compared with the other obtained diatomite. The results are presented as promising for application in the petroleum industry

Sistema de tratamento de águas residuárias de suinocultura em reator anaeróbio compartimentado seguido de filtro aeróbio e reator anóxico

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Estudo da eficiência da desinfecção solar de águas residuárias domésticas em reatores de diferentes colorações

Pós-graduação em Agronomia (Irrigação e Drenagem) - FCA

Caracterização e dinâmica de metais em rios da Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande. -

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

Avaliação da remoção de matéria orgânica carbonácea e nitrogenada de águas residuárias utilizando biorreator de membranas

Pós-graduação em Engenharia Civil - FEIS