Preparação e caracterização de nanopartículas de ródio(0) imobilizadas em líquidos iônicos : novo sistema para hidrogenação de aromáticos

O presente trabalho investigou como a natureza de um líquido iônico pode influenciar a formação e o crescimento de nanopartículas de [Rh(0)], bem como estabeleceu o desempenho catalítico das nanopartículas obtidas em reações de hidrogenação de arenos. A simples redução de compostos de ródio RhCl3.3H2O, [Rh(cod)Cl]2 e [Rh(cod)2]X (X = BF4 -, CF3SO3 - e cod = 1,5-ciclooctadieno), dispersas em líquidos iônicos tetrafluoroborato (BF4 -), hexafluorofosfato (PF6 -) e trifluorometanosulfonato (CF3SO3 -) de 1- n-butil-3-metilimidazólio (BMI+), com hidrogênio molecular, rendeu nanopartículas de [Rh(0)], isoladas como pó escuro. As nanopartículas de [Rh(0)] formadas nos três líquidos iônicos foram caracterizadas por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Difração de Raios X (DRX) e Espectroscopia de Fotoelétrons de Raios X (XPS). O tamanho médio e a dispersão de tamanho destas nanopartículas depende pouco do precursor de ródio e mais do líquido iônico empregado. O tamanho médio das nanopartículas geradas em BMI.BF4 centram-se em 2,8 nm e em contraste, tamanhos médios maiores foram observados para nanopartículas de [Rh(0)] obtidas em BMI.PF6 (4,7 nm) e em BMI.CF3SO3 (5,0 nm). A atividade catalítica destas nanopartículas em reações de hidrogenação de arenos depende tanto da natureza do precursor quanto do líquido iônico empregado para prepará-las. Independentemente da natureza do líquido iônico, nanopartículas progressivamente mais ativas foram obtidas, primeiro, mudando o precursor na seqüência [Rh(cod)Cl]2 < [Rh(cod)2]CF3SO3 < RhCl3.3H2O < [Rh(cod)2]BF4 e, segundo, mudando o líquido iônico na sequência BMI.CF3SO3 < BMI.PF6 < BMI.BF4. É digno de nota, que as nanopartículas de [Rh(0)] obtidas pela combinação de [Rh(cod)2]BF4 / BMI.BF4 mostraram, na hidrogenação do benzeno, atividade catalítica similar à amostra de Rh/C.

Síntese, caracterização e aplicação catalítica de nanopartículas de rutênio suportadas em líquidos iônicos

A decomposição controlada do precursor organometálico [Ru(cod)(cot)] (cod = ŋ4-1,5 ciclooctadieno e cot = ŋ6-1,3,5 ciclooctatrieno) com hidrogênio molecular disperso em líquidos iônicos, derivados da associação de cátions 1-n-butil-3-metilimidazólio com ânions PF6-, BF4- e CF3SO3-, leva a formação de nanopartículas de rutênio. O diâmetro médio destas partículas determinado por Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET) e Difração de Raios X (DRX) foi de 1,9 – 2,4 e 2,7 nm, respectivamente. A análise por Espectroscopia de Fotoelétrons Induzidos por Raios X (XPS) mostra claramente uma contribuição importante da componente Ru-O indicando a formação de uma camada de passivação nas nanopartículas de rutênio, que desaparece após bombardeamento com Ar+. Estudos de Espalhamento de Raios X em Baixo Ângulo (SAXS) mostram a formação de uma camada semicristalina de líquido iônico em torno das nanopartículas. Na hidrogenação do 1-hexeno com nanopartículas de [Ru(0)]n.PF6 foi possível realizar de 8 e 9 reciclos nos líquidos iônicos BMI.PF6 e BMI.BF4, respectivamente. Na hidrogenação do benzeno pela ação de nanopartículas de rutênio verificou-se seletividade para cicloexeno de até 39% a baixas conversões. Uma série de constantes de velocidades relativas das reações competitivas de hidrogenação de compostos aromáticos monosubstituídos por grupos alquila foram correlacionadas com os parâmetros estéreos de Taft, obtendo-se valores satisfatórios para os coeficientes de correlação. Os resultados mostraram que a velocidade relativa de hidrogenação diminui com o aumento do substituinte alquila.

Tratamento de efluente de curtume por contactores biológicos rotatórios com opção de pré-tratamento por reator acidogênico

Esta pesquisa teve por objetivo avaliar a performance de um sistema de tratamento baseado no processo de Contactores Biológicos Rotatórios (CBR), com a opção de prétratamento por Reator Acidogênico (RA), para o tratamento do efluente de um curtume que realiza as operações de recurtimento e acabamento. Os estudos experimentais foram desenvolvidos em escala de bancada, onde foram testadas duas configurações para a estação de tratamento. Na Configuração I o Reator Acidogênico precede o sistema de CBR, na Configuração II apenas um decantador precede os CBR. Para cada configuração foram testados três Tempos de Detenção Hidráulica (TDH) de 90, 45 e 22 horas no sistema de CBR correspondentes as Etapas 1, 2 e 3 respectivamente. Deste modo foi possível avaliar a influência do RA no desempenho dos CBR, sendo que o RA teria a função de promover a hidrólise e solubilização da matéria orgânica dificilmente degradável, facilitando a ação dos microrganismos aeróbios nos CBR. Foi avaliada a remoção de matéria orgânica nas três etapas das duas configurações estudadas, tendo como resultados eficiências (remoção de DQOt) de 60%, 61% e 63% para as etapas 1,2 e 3 respectivamente da Configuração I e 81%, 83% e 66% para as etapa 1, 2 e 3 da Configuração II. Também foram avaliadas as remoções de cromo além da nitrificação e denitrificação no sistema de tratamento. A comparação entre as duas Configurações estudadas ficou prejudicada devido a mudanças nas características do efluente do curtume que na Configuração II apresentou uma maior degradabilidade (maior relação DBO/DQO) que na Configuração I. Mesmo assim, foi obtida uma correlação entre os dados de carga de DQOsol aplicada e removida indicando que o Reator Acidogênico promoveu uma otimização no sistema de CBR. Assim foi possível avaliar as características operacionais e a proposição de modelo matemático referente ao desempenho de CBR tratando um efluente real de lenta degradação.

Embalagens menores e a adoção de novos produtos: o caso do GLP na baixa renda

Novos processos, que intrinsecamente aportem mais tecnologia, tendem, em geral, a ter um custo direto mais elevado para o usuário, sendo de mais difícil absorção para o consumidor de baixa renda. As embalagens fracionadas ou de menor tamanho têm sido utilizadas como um instrumento de abordagem dos mercados de baixa renda, pois permitem a adequação dos recursos de que esta faixa da população dispõe às suas necessidades de consumo. Este estudo pretende investigar como a oferta, em quantidades menores, de produtos que aportam novas tecnologias, pode facilitar sua absorção, pela eliminação de barreiras ao consumo, como, por exemplo, a falta de numerário para a aquisição de uma embalagem maior. Este trabalho estudou, dentro da perspectiva empresarial e do consumidor, o lançamento de embalagens de menor tamanho de Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) e de como esta diminuição de tamanho e custo para o consumidor influenciou no aumento do consumo e na adoção do GLP em substituição à lenha. Através da análise de variáveis como renda familiar, gastos mensais com GLP por família, a redução do uso de lenha e o aumento de consumo de GLP, a renúncia ao consumo de outros produtos em favor da compra de GLP e o percentual de cozinhas que utilizam simultaneamente GLP e biomassa (cozinhas “flex”), procuramos verificar se a diminuição do tamanho da embalagem auxiliou transformação de light users em heavy users ou, puramente, na adoção do uso do GLP em substituição à lenha, e se esta adoção ocorreu igualitariamente ou se esteve mais concentrada em uma faixa de renda específica. Para investigar estas variáveis utilizamos uma pesquisa com questionários fechados, para cerca de 500 consumidores de GLP, divididos igualmente entre consumidores de botijões de 8 kg e 13 kg, com amostras de mesmo tamanho, em cinco cidades diferentes (Codó e Barra do Corda, no Maranhão; Piracicaba em São Paulo; Macapá no Amapá e Maracanaú no Ceará). Para esse estudo, buscamos nos apoiar principalmente nos conceitos que envolvem o progresso natural do consumidor rumo a combustíveis domésticos mais evoluídos, à medida que a sua renda progride. Procuramos analisar o caso também sob a ótica dos conceitos propostos por diversos autores, que versam sobre a existência de um potencial adormecido de consumo na base da pirâmide social e que pode ser utilizado para geração de lucros para as empresas e progresso social para os consumidores, desde que sejam devidamente endereçadas as questões pertinentes a ele, dentre elas, fazer com que os produtos sejam ofertados em formatos acessíveis a esta faixa de renda. Como resultado deste trabalho, foi identificado que as embalagens menores, se não proporcionam um aumento no consumo de GLP nas unidades familiares (que foi identificado como mais ligado ao aumento de renda dos consumidores e ao processo de urbanização da população), de fato permitem o acesso de novos usuários de baixa renda ao mercado de combustíveis mais desenvolvidos. Do ponto de vista empresarial, se não há uma perspectiva de aumento de consumo individual de GLP com a nova embalagem, verifica-se a agregação de novos consumidores oriundos de outras marcas, gerando assim um possível ganho de mercado.

Avaliação do processo de compostagem de resíduos sólidos urbanos

A crescente produção de resíduos sólidos urbanos e a escassez de áreas para uma destinação final tecnicamente adequada, via implantação de aterros sanitários, faz com que tome importância a técnica de tratamento de resíduos sólidos orgânicos através das compostagem/vermicompostagem. Nesta pesquisa, foi realizada a avaliação destes processos, tendo sido observadas principalmente a influência da aeração e da umidade no desempenho destas técnicas de tratamento, em leiras de pequenos e grandes volumes. Nos experimentos, com leiras de pequenos volumes, realizados no IPH (Instituto de Pesquisas Hidráulicas) da UFRGS, utilizou-se resíduos sólidos de poda (resíduos verdes, com alta concentração de carbono) codispostos (misturados em peso) com resíduos vegetais da CEASA (Companhia Estadual de Abastecimento Sociedade Anônima) e lodos provenientes de estações de tratamento de esgotos sanitários. Nos experimentos, com leiras de grandes volumes, realizados na UTC – Unidade de Triagem e Compostagem de Porto Alegre, utilizou-se resíduos orgânicos domiciliares codispostos com os mesmos resíduos utilizados nos primeiros experimentos. Paralelamente aos experimentos de compostagem, avaliou-se os lixiviados produzidos nos sistemas. Na compostagem de grandes volumes, também foi observado o desempenho de banhados construídos de fluxo subsuperficial para o tratamento desses efluentes líquidos. com teores de resíduos verdes menores que 35 %, o que se justifica pela maior concentração de resíduos de característica facilmente biodegradável e de maior palatabilidade para os vermes. Em todos os experimentos de compostagem, verificou-se que o controle efetivo do processo pode ser realizado através da avaliação sistemática das temperatura e umidade das leiras. Evidenciou-se também que para regiões de clima similar ao de Porto Alegre, com elevadas precipitações principalmente no inverno, é necessário adotar dimensões adequadas ao sistema de compostagem “windrow” para áreas descobertas. Comprovou-se também a necessidade de manutenção da umidade na faixa entre 50% e 70 %, inclusive com reposição desta, mesmo na situação de inverno. A avaliação dos lixiviados da compostagem demonstrou que, com os substratos utilizados nos experimentos, as concentrações de DBO5, DQO e de outras variáveis são elevadas ao início do processo de decomposição, devido à solubilização dos compostos orgânicos e inorgânicos presentes na matéria orgânica. Os lixiviados da compostagem possuem baixas concentrações de condutividade, DBO5, NH4 +, entre outros, quando comparados aos lixiviados de aterros sanitários. tratamento destes efluentes. Os resultados obtidos nos banhados construídos para baixas cargas hidráulicas (1cm/d) e concentrações de DBO5 do afluente abaixo de 150 mg/L apontaram uma eficiência média de remoção de 52,02%. No que se refere a nitrogênio (todas as formas), fósforo, metais, potencial redox e sólidos totais, as eficiências foram variáveis, com melhores resultados para nitrogênio amoniacal e fósforo. A compostagem pode ser considerada uma alternativa viável de tratamento de resíduos orgânicos, utilizando-se o processo “windrow” com revolvimento mecânico, mesmo em pátios descobertos em climas subtropicais. Neste caso, sugere-se que os lixiviados gerados nos primeiros dias de compostagem (30 dias aproximandamente) sejam recirculados e o excedente tratado em ETE. Pode-se, também, utilizar o sistema de banhados construídos como complementação, principalmente para a remoção de nitrogênio e fósforo.

Avaliação da ecotoxicidade de percolados em áreas de disposição de resíduos na região metropolitana de Natal/RN

Leachates are effluent produced by decomposition of solid waste, they have complex composition and can be highly toxic. Therefore such percolated liquid should be collected and treated properly to avoid environmental contamination of soil and of water bodies. The objective of this study was to evaluate the toxicity through ecotoxicological tests with Ceriodaphnia dubia (Cladocera - Crustacea) of percolated liquids generated in two different systems of municipal solid waste (MSW) disposal in the city of Natal/ RN: A Sanitary Landfill in the Metropolitan Region of Natal/ RN, and in a dump off area. Furthermore, it was evaluated the possible contamination of the underground water of the dump off area. Two monthly samples were taken at four points between the months of May/2009 and January/2010. The Point "A" corresponds to the end of the pond leachate treatment in ASRMN; The Point "B" corresponds to a containment pond at the dump. The Point "C" is an area near one of the cells of the dump off area where the leachate outcrops; The Point "D" stands for an underground water well at the area. The last point, called "E" was sampled only once and corresponds to the slurry produced by temporary accumulation of solid waste in the open area of the dump. The ecotoxicological tests, acute and chronic, followed the ABNT 13373/2005 rules, with some modifications. The samples were characterized by measuring the pH number, the dissolved oxygen (DO), the salinity, BOD5, COD, Cd, Cu, Pb, Cr, Fe, Mg, Ni, and Zn. At Point A, the average number of EC50-48h ranged between 1.0% and 2.77% (v/v), showing a high toxicity of the leachate to C.dubia in all months. To this point, positive correlations were found between the EC50- 48 with precipitation. Negative correlations were found between the EC50- 48h with salinity. At point B there was no response of the acute exposure of organisms to the test samples. At point C the EC50-48h ranged from 17.68% to 35.36% in just two months of the five ones analyzed, not correlated meaning. Point D, the EC50-48h level ranged between 12.31% and 71.27%, showed a negative correlation with, only, precipitation. Although it was observed toxicity of underground water in the Landfill Area, there was no evidence of water contamination by leachate, however, due to the toxic character of this water, additional tests should be conducted to confirm the quality of water that is used for human supply. At point E there was no acute toxicity. These results support the dangers of inappropriate disposal of MSW to water bodies due to the high toxicity of the leachate produced highlighting the necessity of places of safe confinement and a treatment system more effective to it

Obtenção de filtro cerâmico a partir da diatomita e casca de arroz carbonizada visando tratamento de efluente têxtil

The effluents released by the textile industry have high concentrations of alkali, carbohydrates, proteins, in addition to colors containing heavy metals. Therefore, a filter was prepared aiming primarily to the removal of color. In order to prepare this filter, rice hulls and diatomite were used, which have in their structure, basically amorphous hydrated silica. The silica exists in three crystalline forms: quartz, tridymite and cristobalite. In accordance with the above considerations, this study was divided into two stages; the first corresponds to the preparation of the filter and the second to carry out the tests in the effluent/filter in order to verify the efficiency of the color removal. First, the raw material was subjected to a chemical analysis and XRD, and then the diatomite was mixed, via humid, with a planetarium windmill with 20 %, 40 %, 60 % and 80 % of rice husk ash. To the mixture, 5 % carboxymethylcellulose (CMC) was added as a binder at room temperature. The samples were uniaxially compacted into metallic matrix of 0.3 x 0.1 cm² of area at a pressure of 167 MPa by means of hydraulic press and then sintered at temperatures of 1,000 °C, 1,200 °C and 1,400 °C for 1 h and submitted to granulometry test using laser, linear retraction, water absorption, apparent porosity and resistance to bending, DTA, TMA and XRD. To examine the pore structure of the samples scanning electron microscope (SEM) was used. Also tests were carried out in a mercury porosimeter to verify the average size of the pores and real density of the samples. In the second stage, samples of the effluent were collected from a local industry, whose name will be preserved, located in Igapó, in the State of Rio Grande do Norte - RN. The effluent was first pretreated before filtration and then subjected to a treatment of flotation. The effluent was then characterized before and after filtration, with parameters of color, turbidity, suspended solids, pH, chemical and biochemical oxygen demand (COD and BOD). Thus, through the XRD analysis the formation of cristobalite α in all samples was observed. The best average size of pore was found to be 1.75 μm with 61.04 % apparent porosity, thus obtaining an average 97.9 % color removal and 99.8 % removal of suspended solid

Desenvolvimento de membranas porosas de alumina para fins de tratamento de efluente industrial têxtil

Textile production has been considered as an activity of high environmental impact due to the generation of large volumes of waste water with high load of organic compounds and strongly colored effluents, toxic and difficult biodegradability. This thesis deals with obtaining porous alumina ceramic membranes for filtration of textile effluent in the removal of contaminants, mainly color and turbidity. Two types of alumina with different particle sizes as a basis for the preparation of formulation for mass production of ceramic samples and membranes. The technological properties of the samples were evaluated after using sintering conditions: 1,350ºC-2H, 1,450ºC-30M, 1,450ºC-2H, 1,475ºC-30M and 1,475ºC-2H. The sintered samples were characterized by XRD, XRF, AG, TG, DSC, DL, AA, MEA, RL, MRF-3P, SEM and Intrusion Porosimetry by Mercury. After the characterization, a standard membrane was selected with their respective sintering condition for the filterability tests. The effluent was provided by a local Textile Industry and characterized at the entry and exit of the treatment plant. A statistical analysis was used to study the effluent using the following parameters: pH, temperature, EC, SS, SD, oil and grease, turbidity, COD, DO, total phosphorus, chlorides, phenols, metals and fecal coliform. The filtered effluent was evaluated by using the same parameters. These results demonstrate that the feasibility of the use of porous alumina ceramic membranes for removing contaminants from textile effluent with improved average pore size of 0.4 micrometre (distribution range varying from 0,025 to 2.0 micrometre), with total porosity of 29.66%, and average percentages of color removal efficiency of 89.02%, 92.49% of SS, turbidity of 94.55%, metals 2.70% (manganese) to 71.52% (iron) according to each metal and COD removal of 72.80%

Dynamics and Heterogeneity of Pb(II) Binding by SiO2 Nanoparticles in an Aqueous Dispersion

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Fatores litogênicos em pacientes com litíase urinária de Fortaleza, Ceará

Lithiasis is considered a public health issue due to its high prevalence and rates of recurrence. Objective: To identify risk factors for lithiasis in kidney stone patients from Fortaleza, Brazil. In the first stage of the study, the medical records of 197 patients with urinary lithiasis covering the period 1996 2006 were analyzed with regard to clinical and metabolic data. In the second stage, 340 kidney stones were submitted to morphological examination under 10x magnification. According to the external morphology and the cut surface, the stones were classified as pure or mixed, and major and minor components were identified. In addition, the stone fragments of 25 patients treated with lithotripsy were submitted to morphological analysis. In the third stage, a subsample of 50 stones was used in a double-blind comparison of morphological and chemical findings. Results were expressed as concordant, partly concordant (discordant for minor components) or discordant (discordant for major components). The average age of first symptoms was 35.8±13.3 years, with no significant difference between the genders. The male/female ratio was 1:1.7. Recurrence was reported in 53.3% of cases. The main metabolic changes observed were hypernatriuria (80.7%), hypercalciuria (48.7%), low urine volume (43.7%), hyperoxaluria (30.5%) and hyperuricosuria (17.3%). Pure stones represented 34.7% of the total sample of 340 stones. The most common route of elimination was spontaneous for pure stones (49.1%) and surgical for mixed stones (50.5%). Pure stones consisted most frequently of calcium oxalate (OxCa) (59.3%) and uric acid (UA) (23.7%), the former prevalent in women, the latter prevalent in men. The most frequently observed component in mixed stones was OxCa (67.1%), followed by carbapatite (11.2%) and struvite (7.9%). The main components were OxCa and UA for men, and carbapatite and struvite for women. Nearly half (48%) the 25 analyzed fragments were pure, consisting of calcium oxalate dihydrate (COD) (56%), calcium oxalate monohydrate (COM) (48%), phosphate (32%) and UA (20%). Four patients (16%) had infectious stones. In the chemical analysis of the subsample of 50 stones, the most 64 frequently observed major components were calcium (70%), oxalate (66%), ammonium (56%), urate (28%) and carbonate (24%). In the morphological analysis, the main components were calcium and magnesium phosphate (32%), COM (24%), UA (20%), COD (18%) and cystine (6%). Morphological and chemical findings were totally concordant for 38% of the stones, partly concordant in 52% and discordant in 10%. Conclusion: The risk factors for lithiasis in kidney stone patients from Fortaleza (Brazil) were hyperoxaluria, hypercalciuria with or without hypernatriuria, hyperuricosuria and low urine volume

The use of stable isotopes for authentication of gadoid fish species

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Effects of different dietary lipid sources on the survival, growth, and fatty acid composition of South American catfish, Pseudoplatystoma fasciatum, Surubim, juveniles

The present study examines the effect of four semi-purified diets (casein-gelatin based) where the source of fatty acids was free (esterified) oleic acid and linoleic acid (LA) (LOA diet), linseed and olive oil (predominantly LA and linolenic acid) (LO diet), cod liver oil (rich in highly unsaturated fatty acids) (CLO diet), and soybean lecithin (phospholipids; mostly LA) (LE diet) on the growth of juvenile South American catfish (surubim, Pseudoplatystoma fasciatum, Pimelodidae) (0.98 +/- 0.04 g individual weight). Fish were fed at a restricted-readjusted feeding rate for 8 wk. At the end of the experiment, LE-diet-fed fish grew significantly larger than those of the other three groups (P < 0.05). Considerable cannibalism was observed in all the treatments. It is suggested that the quantitative growth performance may possibly change under other conditions, with less or no cannibalism. Survival did not differ significantly among the fish fed four different diets. Muscle and liver lipid contents did not vary among dietary treatments (P > 0.05), but whole-body lipid concentrations were affected by dietary treatments. Fish fed LE diet contained significantly lower lipid level than those fed three other diets (P < 0.05). Muscle and liver fatty acid profiles reflected dietary fatty acid composition. Arachidonic acid level was significantly higher in muscle and liver of fish fed LOA and LE diets than in those fed LO and CLO diets. The results suggest that the efficiency of elongation and desaturation of 18C fatty acids depends on the dietary lipid source, and South American catfish has considerable capacity to transform linoleate to arachidonate.

Influência da matéria orgânica dissolvida alóctone e autóctone sobre o balanço de carbono em sistemas aquáticos: um experimento em mesocosmos

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior

Remoção de matéria orgânica, de nutrientes e de coliformes no processo anaeróbio em dois estágios (reator compartimentado seguido de reator UASB) para o tratamento de águas residuárias de suinocultura

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

Caracterização do efluente líquido no processo de beneficiamento do índigo têxtil

The great diversity of the textile industries activities causes the formation of wastewaters with high complex characteristics during the productive process, according to the industrial process used. The principal aim of the present work is the characterization of the wastewater from the textile industry that process the indigo, located in the Industrial District of Natal-RN, to know the contaminante load of each stage of the process and the framing of the wastewater with the standards of act of receiving of the System of Treatment of Wastewater of the Industrial District of Natal-RN SITEL-DIN, operated for the Company of Waters and Sewers of the RN CAERN. It was analyzed the following properties and pollutants agents: temperature; pH; alcalinity; color; COD (Chemical Oxygen Demand); total and suspended solids; heavy metals, thermotolerants coliformes, turbidity, dissolved oxygen and electrical conductivity. As conclusion it is distinguished that the wastewater did not get resulted satisfactory, according to comparisons with other sources, in only three parameters: turbidity, dissolved oxygen and electrical conductivity, however none of these parameters is criteria of acts of receiving of the SITEL-DIN,therefore the wastewater if finds inside of normality. After the analysis of the obtained results it was verified that SITEL-DIN is indispensable for completing the wastewater treatment