Remoção de metais pesados de soluções usando um biopolímero

Comunicação seleccionada e artigo em Livro de Actas

Estudo de sensibilidade do desempenho de sistemas de ventilação de edifícios de habitação multifamiliar

Os sistemas de ventilação assumem uma grande importância no consumo de energia de climatização e na definição das condições higrotérmicas e da qualidade do ar interior dos edifícios. São absolutamente necessários para garantir níveis adequados de renovação do ar interior. Em Portugal, nos edifícios multifamiliares, recorre-se essencialmente a sistemas de ventilação natural, de exaustão mecânica ou mistos. No entanto, dificilmente se consegue aquilatar convenientemente qual a correspondência entre o sistema de ventilação instalado e a taxa de ventilação atingida com o mesmo. Neste artigo, através de simulação recorrendo ao software CONTAM e com base em dados experimentais da permeabilidade ao ar dos dispositivos de ventilação, realiza-se uma análise de sensibilidade variando alguns dos parâmetros mais significativos nos sistemas de ventilação, tais como: perda de carga das grelhas de admissão, permeabilidade ao ar da caixilharia e caudais de extração na cozinha. A simulação anual dos fluxos de ar recorre a condições ambientais representativas do clima continental português (quatro cidades) e a subdivisão para as estações de aquecimento e arrefecimento, envolve também a produção de poluentes internos (CO2 e vapor de água). Com a simulação, obteve-se, nomeadamente, para um apartamento tipo, as taxas de ventilação, os fluxos de ar de admissão e exaustão, os teores dos poluentes, pontualmente ou em termos médios. As conclusões mais significativas a retirar das simulações são: a baixa permeabilidade ao ar da envolvente leva a reduções nas renovações horárias próximas do limite mínimo estabelecido regulamentarmente; a ventilação mecânica contínua na cozinha, a existência de uma grelha de admissão na cozinha, com abertura aquando dos caudais máximos, e o fecho das portas dos compartimentos de serviços reduz significativamente os teores de poluentes.

Reductive dechlorination of TCE and cis-DCE by zero-valent iron and iron-based bimetallic reductants

CEs are the most frequently detected pollutants in groundwater. Several studies have been shown iron-based bimetallic reductants as a good method toward to chlorinated ethylenes degradation. However, many fundamental issues surrounding the chemistry of this phenomena remains elusive. In this study, kinetics and compound specific isotope analysis for reductive dechlorination of TCE and cis-DCE by unamended iron and iron-based bimetal reductants was evaluated. Generally, all the bimetals reductants tested revealed to increase the reactivity of the degradation, in which palladium and nickel were the additional metals more reactive. Ethene and ethane were the major products of TCE degradation. It is supported the simultaneous hydrogenolysis and β-elimination reaction hypothesis, however, the first step of TCE degradation by Au/Fe undergoes preferably by β-elimination, while by unamended iron, Pt/Fe and Co/Fe goes preferably by hydrogenolysis. No apparent elucidation was obtained to explain the high reactivity on bimetals systems; Degradação do TCE e cis-DCE por ferro de valência zero e redutores bimetálicos à base de ferro Resumo: Etilenos clorados são os poluentes mais frequentemente detetados na água subterrânea. Vários estudos têm mostrado que redutores bimetálicos à base de ferro são um bom método para a degradação dos etilenos clorados. Porém, muitas questões fundamentais acerca da química deste fenómeno permanecem elusivas. Neste estudo foi avaliada a cinética e a análise isotópica de compostos específicos para a degradação do TCE e cis-DCE por ferro e redutores bimetálicos à base de ferro. Genericamente, os redutores bimetálicos mostraram aumentar a reatividade da degradação, sendo paládio e níquel os metais adicionais mais reativos. Os produtos principais da degradação do TCE foram eteno e etano. É apoiada a hipótese da simultaneidade de hidrogenólise e β-eliminação, porém, o primeiro passo da degradação do TCE por Au/Fe é realizada preferencialmente por β-eliminação, enquanto por ferro, Pt/Fe e Co/Fe é realizada preferencialmente por hidrogenólise. Não houve uma elucidação aparente para explicar a reatividade nos sistemas bimetálicos.

Aplicação de carvões activados de precursors lenhocelulósicos de origem Angolana na remoção de diuron.

As questões ambientais e de saúde pública estão cada vez mais presentes na agenda internacional. Em particular as consequências indesejadas da utilização de pesticidas na agricultura, em países em desenvolvimento, são um dos tópicos de maior atenção tanto ao nível político, social como científico [1]. Entre as técnicas mais utilizadas para a redução ou remoção destes poluentes a partir de águas contaminadas (naturais, consumo ou residuais) está a adsorção recorrendo a carvões ativados [2]. Esta estratégia ganha importância quando é possível valorizar os desperdícios de recursos endógenos de cada região. Este trabalho segue esta linha, pela via do aproveitamento de desperdícios lenhocelulósicos de origem angolana na produção de carvões ativados para utilização na remoção de um pesticida de largo espectro de aplicação na agricultura.

Contribuição para o ensino da meteorologia e do clima

Numa época em que tanto se fala e escreve sobre Alterações Climáticas torna­ se pertinente elaborar um documento de apoio ao ensino que ajude os professores e alunos a explicar/perceber as complexas interacções do sistema climático. O presente trabalho tem o objectivo de contribuir para uma melhor compreensão dos aspectos físicos elementares que afectam a variabilidade climática e a forma como as diversas actividades desenvolvidas pelo Homem podem desequilibrar o sistema climático. O texto encontra-se amplamente ilustrado, facilitando a sua compreensão, e foram desenvolvidas ferramentas de cálculo em Excel que permitem utilizar as observações recolhidas nas Estações Meteorológicas Automáticas, instaladas nas escolas secundárias aderentes ao projecto PROCURA, para avaliar a difusão e dispersão de uma pluma de poluentes ou para simular o efeito de alterações na concentração de Gases com Efeito de Estufa na temperatura média à superfície. ABSTRACT: At a time when so much is said and written about Climate Changes it becomes relevant to draw up a document to support teaching, helping teachers and students to explain/understand the complex interactions of the climate system. This document aims to contribute to a better understanding of the physical elements that affect climate variability and how the various activities undertaken by humans can disrupt the climate system. The text is amply illustrated, facilitating its understanding, and calculating tools have been developed in Excel to allow the use of observations collected from Automatic Weather Stations, installed in the high schools which joined the project PROCURA, to evaluate the diffusion and dispersion of a plume of pollutants or to simulate the effect of changes in the concentration of Greenhouse Gases on the average temperature at the surface.

Preparação, caracterização e modificação de adsorventes para remoção de pesticidas de águas

O objectivo principal deste trabalho de mestrado consistiu em avaliar a potencial utilização de materiais adsorventes, nomeadamente, de carvões activados (AC) preparados por activação química com KOH, a partir de PET reciclado, e de materiais com estrutura mesoporosa ordenada, do tipo MCM-41 e SBA-15, na remoção de ácido 4 - cloro - 2 - metilfenoxiacético (MCPA) e de azul de metileno (MB), presentes nas águas. Nesta tese apresentam-se estudos de preparação e caracterização de materiais micro e mesoporosos e também estudos de avaliação da capacidade adsortiva em fase líquida. Prepararam-se três materiais microporosos, nomeadamente, PET-2-700, PET-2-700ox (AC oxidado) e PET-2-700red (AC reduzido), dois materiais constituídos exclusivamente por mesoporos, Si-MCM-41 e Ti-MCM-41-50 e dois materiais contendo maioritariamente mesoporos, mas que também possuem alguma microporosidade, tais corno, Si-SBA-15 e Ti-SBA-15-50. A caracterização textural dos adsorventes foi inferida por adsorção de azoto a 77K e por de difracção de raios X. Recorreu-se a três métodos de análise das isotérmicas, nomeadamente, Dubinin-Radushkevich, Brunauer-Ernrnett-Teller e alfa-s (as). A caracterização química dos AC foi realizada recorrendo-se a técnicas de análise elementar (AE) e espectroscopia de infravermelho com transformadas de Fourier (FTIR) e à determinação do ponto de carga zero. Os três carvões activados possuem valores de área superficial externa idênticos, o PET-2-700 possui o maior volume microporoso e o PET-2-700ox exibe o maior diâmetro de poros. Por outro lado, o PET-2-700ox possui um carácter fortemente ácido, o PET-2-700 exibe carácter ligeiramente ácido e o PET-2-700red apresenta propriedades ligeiramente alcalinas. Com base na AE, todas as amostras possuem percentagens de carbono elevadas, sendo que o PET-2-700red apresenta o valor mais elevado. Os resultados obtidos para a caracterização estrutural dos revelaram a obtenção de materiais mesoporosos de alta qualidade, definida pela elevada regularidade e uniformidade da estrutura porosa. A análise dos parâmetros de caracterização textura! permitiu inferir que os quatro materiais mesoporosos possuem valores de área superficial elevados, e que os materiais SBA-15 apresentam valores de volume poroso total e de tamanho de poros superiores aos manifestados pelos MCM-41. A incorporação de titânio não conduziu a uma perda significativa de qualidade dos materiais substituídos em relação às correspondentes amostras de sílica. Efectuaram-se estudos de adsorção em fase líquida de forma a avaliar a possível aplicação dos vários adsorventes na remoção de MCPA e de MB de efluentes líquidos. concluiu-se que o tempo de equilíbrio de 72 horas seria adequado e que a capacidade de adsorção dos vários AC era superior em meio ácido. Com base nas isotérmicas de adsorção do MCPA e do MB e na aplicação da representação de Langmuir e de Freundlich, foi possível concluir que o PET-2-700 possui a maior capacidade de adsorção do MCPA, 1.42 mmol/g, enquanto que o PET-2-700ox revelou a maior capacidade de adsorção do MB, 1.43 mmol/g. Na realidade, os materiais microporosos estudados apresentaram percentagens de remoção elevadas, tanto do MCPA como do MB. Relativamente aos materiais mesoporosos ordenados preparados neste trabalho, a percentagem de remoção de para os poluentes em estudo foi relativamente baixa, constatando-se que nesta fase dos estudos não constituem uma alternativa viável à utilização dos AC. No entanto, uma funcionalização criteriosa dos mesmos pode eventualmente proporcionar um aumento da capacidade adsortiva. ABSTRACT: The work presented in this master thesis, consisted of evaluating the potential use of different adsorbents materials, like activated carbon (AC) prepared by chemical activation with KOH, from recycled poly (ethylene terephthalate) (PET) and materials with ordered mesoporous structure such as MCM-41 and SBA-15, for removing acid 4-chlorine-2-metilfenoxiacétic and methylene blue from aqueous phase. We had prepared three microporous materials, PET-200-700, PET-2-700ox (AC oxidized) and PET-2-700red (reduced AC), two materials consisting exclusively of mesopores, Si-MCM-41 and Ti-MCM-41-50 and two materials containing mainly mesopores, but also having some microporosity, such as Si-SBA-15 and Ti-SBA-15-50. The textural characterization of the adsorbents was inferred by nitrogen adsorption at 77K and X-ray diffraction. Three methods were used to analyse the isotherms, namely, Dubinin-Radushkevich, Brunauer-Emmett-Teller and alpha-s (as). The chemical characterization of AC was performed using the elementary analysis, Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) and determination of the point of zero charge. Concerning the AC, the three present almost the same externa! surface area, PET-2-700 has a high micropore volume and PET-2-700ox shows the largest pore size diameter. On the other hand, PET-2-700ox had a strong acid character, PET-2-700 exhibits just a slightly acid character and PET-2-700red presents alkaline properties. The AE analysis allows confirming the high carbon content of theses AC, with PET-2-700red exhibiting the highest carbon proportion. The results from the structural characterization of the mesoporous materials, had disclosed the attainment of materials with high quality, defined by the raised regularity and uniformity of the porous structure. The analysis of the textural parameters allowed inferring that the four studied mesoporous materials possess high superficial area. The SBA-15 type materials present higher values of total porous volume and pores size diameter as the MCM-41. Also, the titanium incorporation did not lead to a significant loss of quality of the materials substituted in relation to the corresponding silica samples. The adsorption studies in liquid phase allow evaluating the possibility of using the different adsorbents for the MCPA and the MB removal. The kinetic studies had allowed to state the equilibrium time as 72 hours and a higher adsorption capacity was achieved in an acid medium. The influence of the pH of the medium, on the MCPA adsorption was evaluated. The MCPA and MB isotherms were analysed based on the Langmuir and Freundlich equation, the representations presented an excellent linearity, indicating the applicability of these equations to these systems. Also, it allows concluded that PET-2-700 had a higher adsorption capacity for MCPA, 1.42 mmol/g, and PET-2-700ox had a higher adsorption capacity for MB, 1.43 mmol/g. The AC used presented high removal percentages for MCPA and MB. Concerning the mesoporous materials prepared in this work, the percentage removal for the pollutants in study was relatively low, and evidencing that at the moment these mesoporous materials do not constitute a viable alternative to the AC. However, an astute funcionalisation of the same ones can, eventually provide an increase of the adsorption capacity.

Estudos de toxicidade de agroquímicos na atividade da fosfatase ácida de Daphnia similis.

Os diversos compostos químicos liberados no ambiente oriundos do uso indiscriminado na agricultura, pecuária e na indústria são responsáveis por efeitos ecológicos adversos, causando a contaminação do solo e corpos d´água e acumulando-se em organismos não alvo. O tratamento dos esgotos resulta na produção do lodo de esgoto, o qual muitas vezes é utilizado como fonte alternativa de nutrientes para as plantas devido ao seu alto teor de matéria orgânica. Contudo, o lodo pode conter metais pesados em sua composição advindos principalmente do setor industrial, os quais podem expressar seu potencial poluente diretamente nos organismos do solo, além da possibilidade de transferência para outros organismos via cadeia alimentar ou pela contaminação das águas (CHANG et al., 1987). Embora o controle químico de pragas tenha reduzido o índice de doenças para homens e animais e incrementado a produção agrícola, agentes poluentes podem permanecer ativos no ambiente por longos períodos, afetando os ecossistemas. Os efeitos desses agentes ao longo do tempo representam um grande risco para a saúde pública, tornando-se necessário o monitoramento em águas, solos, alimentos e ar. Nesse contexto, as alterações ao nível bioquímico são as primeiras respostas detectáveis e quantificáveis em uma mudança do meio ambiente, sendo indicadores mais sensíveis que os de maiores níveis de organização biológica porque exibem um tempo de exposição mais curto. A partir do processo de bioacumulação, os agentes poluentes podem se concentrar em diferentes tecidos e promover a ativação ou inibição de sistemas enzimáticos, tais como o das fosfatases ácidas (JONSSON, 2005; JONSSON, AOYAMA, 2007). As fosfatases ácidas ou ortofosfato monoéster fosfohidrolases (E.C.3.1.3.2.) são enzimas que catalisam a hidrólise de uma grande variedade de ésteres de ortofosfato e reações de transfosforilação. Inibições in vitro de fosfatases de vários organismos causadas por pesticidas, têm sido relatadas na literatura (SEKEROGLU et al., 1980; EL DEMERDASH et al., 2001). O ensaio enzimático in vitro representa uma ferramenta útil para o screening de poluentes, elucidação de mecanismos de toxicidade e monitoramento de áreas contaminadas. Entretanto, os testes de toxicidade em organismos aquáticos podem complementar as análises in vitro. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito in vitro de agentes agroquímicos e metais pesados contaminantes de lodo de esgoto sobre a fosfatase ácida total de Daphnia similis, comparando-se com os resultados obtidos em testes de toxicidade aguda.

Phanerochaeta chrysosporium degradando fungicida carbendazin.

O basiodiomiceto Phanerochaeta chrysosporium tem sido proposto para ser usado como agente de biorremediação em áreas contaminadas por compostos poluentes complexos.Este fungo produz lacases e peroxidases, enzimas que normalmente estão envolvidas na degradação de lignina que e uma substancia poliaromática complexa. Estas enzimas são também responsáveis pela degradação de uma diversa faixa de compostos, entre eles alguns pesticidas por exemplo o DDT. O fungicida sistêmico carbendazin (MBC)apesar de relativamente resistente a biodegradação, sofre transformação pela ação de alguns microrganismos. O presente estudo tem por objetivo verificar o efeito do P. chrysosporium na degradação do carbendazin. O fungo foi incubado em meio de cultura liquido (batata-dextrose)enriquecido com 100 ppm de carbenzadin. A determinação quantitativa do fungicida apos 2,3,6 e 22 dias de incubação, foi conduzida por cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) apos extração e "clean-up" da amostra. A analise dos resíduos no meio de cultura, demonstrou que P.chrysosporium degrada 77,6% do carbendazim nos primeiros dias de incubação, permanecendo então este valor inalterado nas analises posteriores. A curva de crescimento dos meios de cultura liquido: BD e BD + MBC, demonstrou em que ambos os casos, o crescimento ótimo foi atingido ao terceiro e quarto dia, respectivamente.

Remediação do solo e da água: aspectos gerais.

Historicamente, o solo tem sido utilizado por gerações como receptor de substâncias resultantes da atividade humana. A partir da Revolução Industrial, a liberação descontrolada de poluentes para o ambiente e sua consequente acumulação no solo e nos aquíferos sofreu uma mudança drástica de forma e de intensidade, explicada pelo aumento do volume e dos tipos de resíduos gerados pelas atividades urbanas, industriais e agrícolas. Dentro deste contexto, o estudo das interações de diversos tipos de poluentes inorgânicos e orgânicos em solos, como forma de mitigar sua acumulação e possível impacto sobre a biota e as águas subterrâneas é fundamental.