Redução do Impacto Ambiental de Poluentes Orgânicos Persistentes

Nos dias de hoje a contaminação dos solos e águas subterrâneas com pesticidas através da agricultura tornou-se um problema. Problema este, considerado ainda maior nas áreas onde o abastecimento de água potável é quase totalmente à base de água subterrânea, causando deste modo risco para a saúde humana devido à exposição directa de possíveis resíduos de pesticidas na água potável. É certo que a persistência dos pesticidas no solo é importante para obter um bom controlo sob as ervas daninhas durante a sua época de crescimento, contudo o uso desses pesticidas contamina não só o solo como as águas superficiais. As questões acerca do uso de pesticidas na actualidade continuarão a persistir, uma vez que existem muitos factores e características inerentes a este processo que necessitam de ser abordadas e mais importante que isso estudadas, como por exemplo a sua degradação e toxicidade. Neste trabalho efectuou-se o encapsulamento de pesticidas em moléculas de β – ciclodextrina (β-CD). O que se pretende com este encapsulamento, é aumentar a hidrofilicidade do pesticida de forma a garantir que este persista o tempo suficiente permitindo um bom controlo das ervas daninhas, tendo sempre em conta as preocupações inerentes ao uso dos pesticidas, como por exemplo a dificuldade de biodegradação. O estudo centrou-se em torno de dois dos pesticidas mais utilizados em Portugal: MCPA e Bentazona. Estes herbicidas foram encapsulados individualmente na β-CD formando assim complexos, mais solúveis e eventualmente mais estáveis quimicamente garantindo uma redução dos efeitos dos pesticidas no meio ambiente. Este estudo foi dividido essencialmente em duas partes: a síntese e caracterização dos complexos pesticida-β-CD e posteriormente a avaliação da estabilidade química em solução aquosa e da solubilidade dos complexos formados. A utilização de diversas técnicas analíticas nomeadamente DSC, FTIR, Espectrofotometria de UV, HPLC e Electroquímica permitiram concluir que o pesticida MCPA encapsula pela acção da β-CD aquando do complexo formado em solução etanólica e numa proporção estequiométrica MCPA:β-CD de 1:2 respectivamente. Obteve-se para as várias soluções estudadas, todas elas com concentrações diferentes de β-CD, uma constante de estabilidade de 102,4. No caso da Bentazona, os resultados preliminares obtidos indiciam claramente a formação de um complexo com a β-CD para o complexo formado em solução etanólica.

Passivo ambiental: estudo de caso

Dissertação apresentada para cumprimento dos requisitos necessários à obtenção do grau de Mestre em Contabilidade e Finanças

Avaliação da população fúngica do solo e degradação do fungicida carbendazin.

Degradação acelerada esta geralmente associada a repetidas aplicações do mesmo ou de um pesticida estruturalmente relacionado. Os fungicidas sistêmicos do grupo dos benzimidazois se caracterizam por uma alta seletividade, agindo em poucos processos do metabolismo dos patógenos e seu uso indiscriminado podem causar sérios problemas de contaminação ambiental. Solos de três regiões agrícolas foram enriquecidos sucessivamente com 100ppm de benomil. Após incubação, isolamentos foram feitos em meio de cultura suplementado com o fungicida (100 ppm) e colonias individuais foram avaliadas quanto a resistência da população fúngica, com diferentes concentrações do ingrediente ativo. Treze isolados foram avaliados para observação da capacidade de degradação em meio de cultura liquido suplementado com carbendazin e nesta forma ele atua como fungicida. A extração de MBC foi feita com acetato de etila e acido clorídrico e a analise dos metabolitos efetuada através de HPLC. O fungo Alternaria alternata mostrou-se eficiente em degradar acima de 60% de MBC.

GERAÇÃO DE DRENAGEM ÁCIDA E DE CONTAMINAÇÃO POR METAIS PESADOS EM PERFIS DE SOLOS CONSTRUÍDOS EM ÁREA DE MINERAÇÃO DE CARVÃO

RESUMO Os solos construídos após a extração de carvão a céu aberto são compostos do solo superficial e, ou, do estéril de mineração. As propriedades químicas desses solos diferem das propriedades dos solos naturais, principalmente em razão do processo de sulfurização. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial de acidificação da pirita e de contaminação com metais pesados ao longo de perfis de solos construídos após mineração de carvão, em áreas de diferentes idades, com e sem recuperação ambiental concomitante com a lavra. Foram selecionadas áreas mineradas denominadas de I e II, sem recuperação ambiental durante a lavra e compostas somente pelo estéril de mineração, representando as áreas mais antigas, e IV e VII, contendo topsoil e em alguns locais na camada de argila, constituindo as áreas mais jovens deste estudo. Foram coletadas amostras deformadas até 2 m de profundidade. Analisaram-se granulometria, densidade de partículas, pH em água, Ca, Mg, Al, K, Na, P, H+Al, potencial de acidificação, potencial de neutralização, potencial líquido, teor de C orgânico e condutividade elétrica no extrato da pasta saturada. Também foram extraídos os metais potencialmente biodisponíveis pela metodologia USEPA 3050B, cujos resultados foram comparados com os valores orientadores de prevenção e investigação para solos. Na análise univariada, foi aplicada a estatística descritiva e o teste de aderência de Kolmogorov-Smirnov. O grau de dispersão de cada variável foi avaliado qualitativamente e classificado como: baixo, moderado ou alto. A análise multivariada de componentes principais foi realizada para os solos construídos das áreas I, II, IV e VII; posteriormente, foram construídos biplots dos primeiros componentes principais. Os solos construídos das áreas mais antigas evidenciaram menores pHs e significativo potencial de acidificação. As camadas superficiais detopsoil, dos solos das áreas IV e VII, apesar de proporcionar condições químicas favoráveis ao estabelecimento de culturas agrícolas, não evitaram a formação de drenagem ácida em profundidade. O processo de sulfurização e sua relação com a liberação de metais foi melhor caracterizado pela análise de componentes principais realizada nas áreas IV e VII, em razão da correlação entre pH e saturação por bases nos estéreis só se expressar em saturações por bases acima de 40 %, não observada nos materiais dos estéreis das áreas I e II.

Efeitos bioquímicos de contaminação em girinos de Eupemphix nattereri expostos a solos contendo o agrotóxico fipronil e seus produtos de degradação

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Atualização do mapeamento de vulnerabilidade de solos do Estado de Minas Gerais à contaminação por metais pesados.

O presente trabalho objetivou atualizar o mapeamento de vulnerabilidade dos solos do estado de Minas Gerais à contaminação por metais pesados, em escala regional e de forma exploratória, subsidiando trabalhos futuros em escalas locais.

Biorremediação de solos contaminados com produtos petrolíferos

Mestrado em Engenharia Química. Ramo Tecnologias de Protecção Ambiental.

Electro-remediação de solos contaminados com pesticidas

O herbicida bentazona (2,2-dióxido de 3-isopropil (1H) -benzo-2,1,3-triadiazin-4- ona) é um herbicida pós emergente selectivo, com uso recomendado para a cultura do arroz. Apresenta baixa persistência no solo, onde é adsorvido pelos colóides minerais e orgânicos, e um tempo de meia vida inferior a 2 semanas, associado a um elevado potencial de lixiviação e contaminação de águas subterrâneas. Nos estudos efectuados até ao momento, a bentazona não é degradada pelos microrganismos, o que levou à necessidade de procurar outras técnicas de remoção do pesticida. Foi estudada uma técnica inovadora, a electro-remediação, que consiste na aplicação de uma corrente contínua de baixa intensidade à matriz contaminada, funcionando o campo eléctrico formado como “agente de limpeza”. Este campo arrasta os contaminantes pela matriz, por acção de processos de transporte, nomeadamente, electromigração, electroosmose e electroforese. Foram realizados quatro ensaios, num solo colhido num arrozal, onde se procedeu à contaminação forçada do solo com uma solução de bentazona, submetendo-o à acção dum campo eléctrico durante vários dias. Os teores de bentazona no solo, após extracção com solvente por sonicação, e nas soluções de anólito e católito, após extracção por fase sólida, foram determinados por cromatografia líquida de alta eficiência. Concluiu-se que a bentazona é mobilizada no solo pela acção do campo eléctrico e esta remoção é dependente do pH.

Contribuição para o estudo do comportamento a longo prazo do cobre, em solos arenosos submetidos a aplicações de efluentes de suinicultura

Dissertação apresentada para a obtenção do grau de Doutor em Engenharia do Ambiente, Sistemas Naturais e suas Tensões, pela Universidade Nova de Lisboa Faculdade de Ciências e Tecnologia

Modelação matemática da caracterização da contaminação de terrenos e análise de risco

Dissertação apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Geológica (Georrecursos)

Distribuição de Contaminantes Orgânicos em Solos Calcários – Influência dos minerais de Argila

O solo é um recurso multifuncional e vital para a humanidade, apresentando funções ecológicas, técnico-industriais, socioeconómicas e culturais, estabelecendo um vasto capital natural insubstituível. Face à sua taxa de degradação potencialmente rápida que, devido ao crescente desenvolvimento económico e incremento da população mundial, tem vindo a aumentar nas últimas décadas, o solo é, atualmente, um recurso finito e limitado. Devido a esta problemática, o presente documento visa abordar a progressiva preocupação sobre as questões geoambientais e toda a investigação que as envolvem, avaliando o modo como os contaminantes se dispersam pelo solo nas diferentes fases do mesmo (fases sólida, líquida e gasosa). A parte experimental centrou-se na análise da adsorção do benzeno, a partir da determinação das isotérmicas de adsorção. Para tal, foram previamente preparados reatores com calcário, sendo alguns deles previamente contaminados com um biocombustível, biodiesel, a uma concentração constante. Este processo foi monitorizado com base na evolução temporal da concentração na fase gasosa, através da cromatografia gasosa. De entre os objetivos, procurou-se analisar a distribuição dos contaminantes pelas fases constituintes do solo, ajustar os dados experimentais obtidos os modelos matemáticos de Langmuir, Freundlich e Polinomial, e verificar e discutir as soluções mais adequadas.

Teores de As, Pb, Cd e Hg e fertilidade de solos da região do Vale do Alto Guaporé, sudoeste do estado de Mato Grosso

O diagnóstico da fertilidade e teores de elementos-traço (ETs) em solos é importante, pois estes dados são escassos na literatura para áreas de transição Pantanal-Cerrado-Floresta Amazônica. Esse trabalho avaliou diversos parâmetros relacionados à fertilidade, teores biodisponíveis de Fe, Mn, Zn, Cu e B e semitotais de As, Cd, Hg e Pb de solos do Vale do Alto Guaporé, região sudoeste do estado de Mato Grosso. Foram coletadas amostras de solos (0-0,20 e 0,20-0,40 m de profundidade) em áreas de vegetação nativa (VN), pastagem (AP), cultura anual (CA) e garimpo de ouro (G). As amostras foram analisadas conforme métodos de rotina para avaliação da fertilidade do solo e ETs pelo método SW-3051A e os resultados médios comparados com os valores de referência de qualidade (VRQ) para solos estipulados pela Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental (CETESB). Teores mais elevados de As e Hg foram verificados em VN e G com médias, respectivamente, iguais a 43,9 e 101,13 para o As; e 0,12 e 0,14 mg kg-1 para o Hg. Exceto Pb, vários locais de amostragem apresentaram teores dos ETs superiores ao VRQ: 46% em VN; 60% em G; 28% em CA; e 44% em AP, para o As; 20,8; 50; 55; e 22% em VN, G, CA e AP, respectivamente, para o Cd; 75; 65 e 67% das áreas de VN, G e CA e AP, respectivamente, para o Hg. A saturação por bases foi alta (60-80%) em 51,5% das amostras, enquanto o P foi baixo em todas áreas. Valores de referência de qualidade de solo para o As e Hg devem ser estipulados para solos dessa região, tendo em vista que os teores observados em áreas nativas foram superiores ao VRQ.

Solos urbanos formados pelo acúmulo de resíduos em Manaus, Amazonas, Brasil

Este estudo apresenta dados sobre a mineralogia e a química de dois solos urbanos em Manaus (Horto Minicipal e Novo Israel) formados a partir da disposição e degradação de resíduo urbano em condições tropicais úmidas. Foi determinada a concentração de Pb, Cu, Ni, Zn, Mn, Fe, Cd e Cr, investigado o grau de contaminação desses elementos no solo e o potencial deles comprometerem a qualidade da água subterrânea. Foi medido o fracionamento geoquímico por lixiviação sequencial dos elementos, além de determinado o pH, teor de matéria orgânica e caracterizados os grupos funcionais dos ácidos húmicos e fúlvicos. Comparativamente esses solos urbanos refletem a composição mineralógica dos solos naturais da região embora a caulinita tenha menor grau de ordenamento cristalino. Contudo, o pH e o conteúdo de matéria orgânica são bem mais elevados. Em termos absolutos ambos os solos têm aproximadamente a mesma sequência de concentração dos elementos: no Horto Municipal Fe>Zn>Mn>Cu>Pb>Cr>Ni>Cd e em Novo Israel Fe>Zn>Cu>Mn>Pb>Cr>Ni>Cd. As maiores acumulações foram nas frações hidróxido de Fe amorfo e óxi-hidróxidos de Fe seguidas da matéria orgânica. Comparativamente, essas frações tiveram maior enriquecimento no Horto Municipal, provavelmente em consequência dos efeitos de envelhecimento dos resíduos, enquanto as mais biodisponíveis e a residual se acumularam mais em Novo Israel. Esse acúmulo nas fases mais móveis em Novo Israel é a causa da contaminação da água subterrânea e indica que o mesmo deve ocorrer no Horto Municipal.

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.

Pesquisa de Listeria monocytogenes em solos

Foi investigada a presençaa de L. monocytogenes em 20 amostras de solos da superficie, oriundas de diferentes áreas ecológicas do Estado do Rio de Janeiro (perímetro urbano, pasto, mata e horta). A análise bacteriológica evidenciou 32 amostras do microrganismo, revelando maior incidencia no solo não cultivado (mata) que representou 56,25% dos isolamentos, ficando em segundo plano a area urbana com 25%. No levantamento, destacam-se os sorotipos L1/2b (46,87%), L4b (25%) e L1/2a (18,75%) como os mais frequentes, embora incidindo de mameira heterogenea em relação as áreas analisadas. Entre os vários aspectos estudados, salienta-se que 50% das amostras se comportaram como patogenicas, em decorrencia da producao de ceratoconjuntivite em cobaia, detalhe este intimamente relacionado com a atividade hemolitica "in vitro". Confirma-se que tanto as formas virulenta e avirulenta de L. monocytogenes sobrevivem as condicoes impostas pelo solo, sendo provavelmente a causa primária desta contaminação os dejetos eliminados por diferentes espécies de animais portadores, corroborada pela presença de coliformes fecais nas áreas analisadas.