Assessing the effectiveness of chemical treatment with nanomaterials in improving the quality of different industrial effluents

Industrial activities are the major sources of pollution in all environments. Depending on the type of industry, various levels of organic and inorganic pollutants are being continuously discharged into the environment. Although, several kinds of physical, chemical, biological or the combination of methods have been proposed and applied to minimize the impact of industrial effluents, few have proved to be totally effective in terms of removal rates of several contaminants, toxicity reduction or amelioration of physical and chemical properties. Hence, it is imperative to develop new and innovative methodologies for industrial wastewater treatment. In this context nanotechnology arises announcing the offer of new possibilities for the treatment of wastewaters mainly based on the enhanced physical and chemical proprieties of nanomaterials (NMs), which can remarkably increase their adsorption and oxidation potential. Although applications of NMs may bring benefits, their widespread use will also contribute for their introduction into the environment and concerns have been raised about the intentional use of these materials. Further, the same properties that make NMs so appealing can also be responsible for producing ecotoxicological effects. In a first stage, with the objective of selecting NMs for the treatment of organic and inorganic effluents we first assessed the potential toxicity of nanoparticles of nickel oxide (NiO) with two different sizes (100 and 10-20 nm), titanium dioxide (TiO2, < 25 nm) and iron oxide (Fe2O3, ≈ 85x425 nm). The ecotoxicological assessment was performed with a battery of assays using aquatic organisms from different trophic levels. Since TiO2 and Fe2O3 were the NMs that presented lower risks to the aquatic systems, they were selected for the second stage of this work. Thus, the two NMs pre-selected were tested for the treatment of olive mill wastewater (OMW). They were used as catalyst in photodegradation systems (TiO2/UV, Fe2O3/UV, TiO2/H2O2/UV and Fe2O3/H2O2/UV). The treatments with TiO2 or Fe2O3 combined with H2O2 were the most efficient in ameliorating some chemical properties of the effluent. Regarding the toxicity to V. fischeri the highest reduction was recorded for the H2O2/UV system, without NMs. Afterwards a sequential treatment using photocatalytic oxidation with NMs and degradation with white-rot fungi was applied to OMW. This new approach increased the reduction of chemical oxygen demand, phenolic content and ecotoxicity to V. fischeri. However, no reduction in color and aromatic compounds was achieved after 21 days of biological treatment. The photodegradation systems were also applied to treat the kraft pulp mill and mining effluents. For the organic effluent the combination NMs and H2O2 had the best performances in reduction the chemical parameters as well in terms of toxicity reduction. However, for the mine effluent the best (TiO2/UV and Fe2O3/UV) were only able to significantly remove three metals (Zn, Al and Cd). Nonetheless the treatments were able of reducing the toxicity of the effluent. As a final stage, the toxicity of solid wastes formed during wastewater treatment with NMs was assessed with Chironomus riparius larvae, a representative species of the sediment compartment. Certain solid wastes showed the potential to negatively affect C. riparius survival and growth, depending on the type of effluent treated. This work also brings new insights to the use of NMs for the treatment of industrial wastewaters. Although some potential applications have been announced, many evaluations have to be performed before the upscaling of the chemical treatments with NMs.

Metodologias de síntese de tetraoxanos com potencial utilização em química medicinal

Dissertação de Mestrado, Ciências Farmacêuticas, Faculdade de Ciências e Tecnologia, Universidade do Algarve, 2015

Avaliação das melhores técnicas disponíveis relativas à refrigeração industrial e às emissões resultantes da armazenagem

Esta dissertação foi realizada em colaboração com o grupo empresarial Monteiro, Ribas e teve como principais objetivos efetuar uma avaliação das melhores técnicas disponíveis relativas à refrigeração industrial e às emissões resultantes da armazenagem. O primeiro objetivo teve como alvo todas as instalações da Monteiro, Ribas enquanto que o segundo objetivo se debruçou sobre Monteiro, Ribas, Embalagens Flexíveis, S.A.. Para cumprir estes objetivos, inicialmente efetuou-se um levantamento das melhores técnicas disponíveis apresentadas nos respetivos documentos de referência. Em seguida selecionaram-se as técnicas que se adequavam às condições e às instalações em estudo e procedeu-se a uma avaliação de forma a verificar o grau de implementação das medidas sugeridas no BREF (Best Available Techniques Reference Document). Relativamente aos sistemas de refrigeração industrial verificou-se que estão implementadas quase todas as medidas referenciadas no respetivo documento de referência. Isto prende-se com o facto dos sistemas de refrigeração existentes no complexo industrial Monteiro, Ribas serem relativamente recentes. Foram implementados no ano de 2012, e são caracterizados por apresentarem uma conceção moderna com elevada eficiência. No que diz respeito à armazenagem de produtos químicos perigosos, a instalação em estudo, apresenta algumas inconformidades, uma vez que a maioria das técnicas mencionadas no BREF não se encontram implementadas, pelo que foi necessário efetuar uma avaliação de riscos ambientais, com recurso à metodologia proposta pela Norma Espanhola UNE 150008:2008 – Análise e Avaliação do Risco Ambiental. Para isso procedeu-se então à formulação de vários cenários de riscos e à quantificação de riscos para à Monteiro, Ribas Embalagens Flexíveis S.A., tendo-se apurado que os riscos estavam avaliados como moderados a altos. Por fim foram sugeridas algumas medidas de prevenção e de minimização do risco que a instalação deve aplicar, como por exemplo, o parque de resíduos perigosos deve ser equipado com kits de contenção de derrames (material absorvente), procedimentos a realizar em caso de emergência, fichas de dados de segurança e o extintor deve ser colocado num local de fácil visualização. No transporte de resíduos perigosos, para o respetivo parque, é aconselhável utilizar bacias de contenção de derrames portáteis e kits de contenção de derrames. Relativamente ao armazém de produtos químicos perigosos é recomendado que se proceda a sua reformulação tendo em conta as MTD apresentadas no subcapítulo 5.2.3 desta dissertação.

Soluciones de ingeniería ambiental para el control de partículas en una planta industrial cerámica

Tesis (Maestría en Ciencias con Especialidad en Ingeniería Ambiental) UANL

El conocimiento de la química en nuestro entorno : una aplicación educativa en ciencia y tecnología para la educación secundaria obligatoria.

Resumen de la revista ampliado

Diseño y elaboración de un programa tutorial para el desarrollo de créditos prácticos de Química y Química de Materiales.

Realizado en la Escuela de Ingeniería Industrial de Béjar, en Salamanca, por 5 profesores del centro, para las asignaturas de Fundamentos Químicos de la Ingeniería, Fenómenos de Corrosión en Materiales y Ciencia de Materiales. Sus objetivos eran: disponer de herramientas docentes útiles para el desarrollo de la docencia práctica, fundamentalmente con la elaboración de material tutorial informático para el desarrollo de las sesiones problemas y de prácticas; flexibilizar los horarios de docencia presencial; fomentar el autoaprendizaje y la autocrítica en el desarrollo de la docencia; e implicar al profesorado en el desarrollo de sesiones de tutoría o de enseñanza tutelada como una actividad inherente a su labor docente. La implementación del programa tutorial para la impartición de asignaturas de docencia práctica, supone una optimización de tiempo y recursos, lo que permite flexibilizar el período de prácticas, lo cual es de gran utilidad.

Introducción a la química de materiales.

Este proyecto es el resultado de una colaboración entre los Departamentos de Química Inorgánica y Física de la Materia Condesada de la Universidade de Valladolid. En él han intervenido un profesor de cada departamento, además ha colaborado un profesor de la Universidad de Windsor (Cánada). El objetivo del proyecto ha sido elaborar un libro de texto titulado 'Introducción a la Química de materiales', que será utilizado como libro de texto y consulta en la asignatura Química III de segundo curso de Ingeniería Industrial. El interés de redactar este libro reside en el hecho de que no hay libros en castellano que se adecuen a los contenidos de la mencionada asignatura. Por tanto, disponer de este nuevo libro favorecerá el aprendizaje de los alumnos y ayudará a disminuir el fracaso escolar. El manuscrito redactado consta de 240 páginas y profusión de figuras.

La degradación del medio ambiente : una visión del problema desde la Geografía y la Química.

El proyecto propone el acercamiento de los alumnos de 2õ de BUP a la problemática ambiental desde las áreas de Química y Geografía. Los objetivos son: incorporar contenidos medioambientales en la programación de Geografía y Química; adquirir por parte de los alumnos conocimientos necesarios para formar una opinión documentada y reflexionada sobre el tema; fomentar actitudes y comportamientos de protección del medio ambiente; y elaborar material didáctico para su uso de forma planificada. Durante la realización de la experiencia se distinguen aquellos contenidos incluidos ya en la programación, de otros contenidos tratados más en profundidad como son: la degradación del medio (el bosque de la Amazonia); conservación del patrimonio cultural; e impacto de la actividad económica e industrial (lluvia ácida). Estos temas han sido tratados siguiendo los guiones de trabajo elaborados por los profesores y con la realización de visitas (a Pastrana, a plantas de tratamiento de agua, de residuos, etc.). La valoración del proyecto es positiva, aunque se señala las dificultades para evaluar el cambio en las actitudes de los alumnos con respecto al medio ambiente.

Bachillerato técnico industrial : proyecto experimental segundo ciclo enseñanza secundaria.

En la port.: Documento interno para centros experimentales

Química ambiental : desarrollo curricular del ciclo formativo de grado superior de FP.

Este material curricular contiene la definición y el desarrollo de los procesos de enseñanza-aprendizaje de Química ambiental, ciclo formativo de grado superior de la Formación Profesional Específica (FPE). Para su confección se ha partido de los elementos recogidos en los correspondientes Reales Decretos de enseñanzas mínimas y del currículo del Ministerio de Educación y Ciencia. Tiene la finalidad de orientar al profesorado que imparte las enseñanzas de FPE contempladas en la LOGSE. Estos materiales son programaciones precisas que pueden ser adaptadas y aplicadas por los profesores de forma directa. Los elementos curriculares se presentan ordenados en un conjunto de fichas, cada una de las cuales se corresponde con una unidad de trabajo. A pesar de ser un producto casi acabado, los materiales tienen un carácter experimental, pudiendo ser depurados y perfeccionados mediante el contraste con la práctica docente. Los módulos tratados son: 1.- Organización y gestión de la protección ambiental. 2.- Control de emisiones a la atmósfera. 3.- Control de residuos. 4.- Promoción de la salud y apoyo psicológico al paciente. 5.- Seguridad química e higiene industrial.

Organización de la enseñanza en España. V, Esquema de las enseñanzas de Formación Profesional Industrial.

Esquema organizativo de la enseñanza en España, desde el punto de vista de la Formación Profesional Industrial, que consistía en: 1. Enseñanza primaria de los seis a los doce años, en el que se conseguiría el certificado de estudios primarios. 2. Entre los doce y los catorce años se estudiaría la iniciación profesional industrial. 3. De los catorce a los diecisiete, el aprendizaje de oficialía: los oficios, a cuyo fin se obtendría el título de oficial industrial en la especialidad que se hubiera estudiado, que podía ser: matriciero, chapista, fundidor, fresador, tornero, eléctrico, radiotécnico, carpintero, tornero, delineante, hilador, tejedor, tintorero, aprestador, albañil, cantero, químico de laboratorio o de la construcción. 4. Se estudiarían las diferentes ramas de la maestría: metal, electricidad, madera, delineante, textil, construcción, química o artes gráficas, consiguiendo al fin el título de maestro industrial en la rama.

Estudio metodológico para la didáctica de la formulación química : memoria.

Memoria de la realización del proyecto de investigación educativa: 'Estudio metodológico para la didáctica de la formulación química', como ensayo didáctico efectuado en la cátedra del Grupo VI 'Química I', en la sección de Ingeniería Técnica Industrial de la Escuela Universitaria Politécnica de Málaga, durante el curso académico 1982/83.

Estudio físico-químico comparativo de una atmósfera próxima a una zona industrial y otra rural y su implicación en el currículo de secundaria

Resumen tomado de la publicación.

Valorisation of industrial wastes for the removal of metals and arsenic from aqueous effluents

En la presente tesis se han realizado estudios de eliminación de metales pesados y arsénico de aguas contaminadas mediante procesos de adsorción sobre materiales de bajo coste. Dichos materiales son, en todos los casos, subproductos de industrias agroalimentarias o metalúrgicas.La tesis consta de diferentes capítulos enmarcados en tres secciones: (i) Eliminación de cromo hexavalente y trivalente (ii) Eliminación de cationes divalentes de metales pesados en presencia de complejantes y en mezclas multimetálicas y (iii) Eliminación de arsénico utilizando un subproducto de la industria de cromados metálicos como adsorbente. Los resultados obtenidos ponen de manifiesto que ciertos residuos industriales pueden ser utilizados como adsorbentes en la detoxificación de efluentes contaminados con metales pesados. La tecnología propuesta representa una alternativa sostenible y de bajo coste frente a los tratamientos actuales más costosos y dependientes, en muchas ocasiones, de productos derivados del petróleo.

Estudi de la complexació dels ions Fe3+ i Al3+ per fosfats i lligands orgànics carboxílics : aplicació a la caracterització química d'aigües per a tractaments industrials i agrícoles

La memòria consisteix en l'estudi de la complexació del Fe3+ i de l'AI3+ per fosfats i lligands orgànics carboxílics (PBTC) en un medi iònic 0.5 M en NaNO3 i una posterior aplicació dels resultats obtinguda a la caracterització química de l'aigua per ús industrial i agrícola. La tècnica analítica emprada per la obtenció de les dades experimentals es fonamenta en la determinació de l'acidesa mitjançant valoracions potenciomètriques. Aquestes dades, transformades en funcions del tipus Z són introduïdes en els programes de càlcul LEGATROP i HYPERQUAD amb l'objectiu de modelar el comportament químic de cada sistema estudiat.