Anti-corrosive and anti-microbial properties of nanocrystalline Ni-Ag coatings

Anti-corrosive and anti-bacterial properties of electrodeposited nanocrystalline Ni-Ag coatings are illustrated. Pure Ni, Ni-7 at.% Ag, & Ni-14 at.% Ag coatings were electrodeposited on Cu substrate. Coating consisted of Ni-rich and Ag-rich solid solution phases. With increase in the Ag content, the corrosion resistance of the Ni-Ag coating initially increased and then decreased. The initial increase was due to the Ni-Ag solid solution. The subsequent decrease was due to the increased galvanic coupling between the Ag-rich and Ni-rich phases. For all Ag contents, the corrosion resistance of the Ni-Ag coating was higher than the pure Ni coating. Exposure to Sulphate Reducing Bacteria (SRB) revealed that the extent of bio-fouling decreased with increase in the Ag content. After 2 month exposure to SRB, the Ni-Ag coatings demonstrated less loss in corrosion resistance (58% for Ni-7 at.% Ag and 20% for Ni-14 at.% Ag) when compared pure Ni coating (115%). (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

Anti-corrosive and anti-microbial properties of nanocrystalline Ni-Ag coatings

Anti-corrosive and anti-bacterial properties of electrodeposited nanocrystalline Ni-Ag coatings are illustrated. Pure Ni, Ni-7 at.% Ag, & Ni-14 at.% Ag coatings were electrodeposited on Cu substrate. Coating consisted of Ni-rich and Ag-rich solid solution phases. With increase in the Ag content, the corrosion resistance of the Ni-Ag coating initially increased and then decreased. The initial increase was due to the Ni-Ag solid solution. The subsequent decrease was due to the increased galvanic coupling between the Ag-rich and Ni-rich phases. For all Ag contents, the corrosion resistance of the Ni-Ag coating was higher than the pure Ni coating. Exposure to Sulphate Reducing Bacteria (SRB) revealed that the extent of bio-fouling decreased with increase in the Ag content. After 2 month exposure to SRB, the Ni-Ag coatings demonstrated less loss in corrosion resistance (58% for Ni-7 at.% Ag and 20% for Ni-14 at.% Ag) when compared pure Ni coating (115%). (C) 2016 Elsevier B.V. All rights reserved.

A noble and single source precursor for the synthesis of metal-rich sulphides embedded in an N-doped carbon framework for highly active OER electrocatalysts

Here, we demonstrate a green and environment-friendly pyrolysis route for the synthesis of metal-rich sulphide embedded in an N-doped carbon (NC) framework in the absence of sulphide ions (S2-). The metal-chelate complex (tris(ethylenediamine) metal(II) sulfate) serves as a new and single source precursor for the synthesis of earth abundant and non-precious hybrid structures such as metal-rich sulphides Co9S8@NC and Ni3S2@ NC when M-II = Co2+ and Ni2+ and counter sulphate (SO42-) ions are the source of S. Both the hybrids show superior OER activity as compared to commercial RuO2.

Studies of the effects of industrial pollution in the lower Patapsco river area: 1. Curtis Bay Region 1941

Industrial effluents in the lower Patapsco area, which constitutes the navigable portion of the river and includes Baltimore Harbor, are many and include waste acid, distillery waters, tannery wastes and copper as (ferrous sulphate) from pigment and steel industries. (PDF contains 22 pages (2 on 1)

A chemical survey of standing waters in south-east England, with reference to acidification and eutrophication

This study looks at the distribution and magnitude of acidification and eutrophication in south-east England where there are no natural lakes but a large number of shallow artificial ponds. The study area is defined as the region lying within a 100 km radius of central London but excluding the area within the M25 motorway. Water samples were taken from 120 sites between mid-January and the end of February 1990, with a subsequent monthly survey of a subset of 31 of these waters. Twelve chemical variables were measured in the laboratory using standard techniques. PH values for the full dataset ranged from 3.2 to 8.4, although the majority of sites had pH values in the range 7.0 to 8.5; only five sites had a pH of less than 6.0. The five low pH sites expectedly had low alkalinities and are the only sites with values below 0.1 meq per litre. Concentrations of calcium, sodium, potassium, magnesium, chloride, sulphate and nitrate had normal distributions. The majority of sites had total phosphorus concentrations in the range 25 to 200 mu g per litre, although 10 sites had concentrations above 400 mu g per litre. The low number of acid sites suggests that surface water acidity is not a widespread regional problem in south-east England. However the survey shows that a large number of standing waters in the region have high total phosphorus and nitrate concentrations, and 89% may be considered moderately to considerably eutrophic.

Plant nutrients and major ions in the Little Sea, Studland, Dorset

This short paper records some measurements made on the Little Sea, a shallow, coastal, acidic lake on Studland Heath, Dorset. The lake, formed about 100 years ago by dunes cutting off a sea inlet, has not received any input of agricultural fertilizers or other waste products for at least the last 30 years. It is a Site of Special Scientific Interest (SSSI). Samples of surface water were taken from the northern and southern ends of the lake at 3-monthly intervals, from July 1995 to April 1996. The first samples in July 1995 were taken during a period of drought; rain, sometimes very heavy, came in late September. With the exception of silicate, potassium and phosphate, there were no large changes in plant nutrient concentrations during the year. The concentration of nitrate-nitrogen was very low (close to the limits of analytical detection), but total phosphorus at ca. 30 mu g per litre was similar to concentrations found in some of the Cumbrian eutrophic lakes. The large number of algal species at low cell/colony concentrations suggested that the lake is mesotrophic. Sodium, chloride and magnesium in the lake water were close to the same proportions as those found in sea water. Dry and wet deposition of sea-salts on the lake surface and its catchment area probably is the major source of sodium, magnesium and chloride ions in the lake, and also accounts for about half of the mean potassium and sulphate concentrations.

Redução de carga orgânica recalcitrante de efluente de indústria gráfica por reação de fenton

A Casa da Moeda do Brasil (CMB) é uma empresa nacional, com mais de 300 anos de experiência na produção de valores e impressos de segurança. A produção de cédulas, realizada pelo Departamento de Cédulas (DECED), consiste de três etapas de impressão, off-set, calografia e tipografia, seguida de acabamento e embalagem semi-automatizado. A impressão calcográfica consome solução de limpeza, composta de soda cáustica e óleo sulfonado, para limpeza do cilindro de impressão, gerando um efluente líquido saturado de tinta. Este efluente apresenta baixa biodegradabilidade, apresentando uma relação DBO / DQO de aproximadamente 1:4. Em termos de tratabilidade, as estações de tratamento de efluentes (ETE) apresentam uma configuração convencional, por via biológica, demonstram pouca eficiência na degradação da matéria orgânica deste efluente. Com compostos recalcitrantes, torna-se necessária a inclusão de uma etapa terciária que permita sua degradação por via química, permitindo o descarte do efluente com características menos danosas ao ambiente. Neste trabalho, aplicou-se a reação de Fenton no efluente do DECED por sua capacidade de converter a matéria orgânica em gás carbônico e água ou, caso seja utilizado em pré-tratamentos, torna-os biodegradáveis. Foram estudadas diferentes condições para medir a influência de diferentes parâmetros na eficiência da reação. A reação de Fenton consiste na geração de radicais hidroxil (HO), por diferentes rotas, em quantidades suficientes para a degradação de matéria orgânica. Esses radicais são gerados a partir de peróxido de hidrogênio (H2O2) em reações com diferentes precursores como ozônio (O3), luz UV (ultravioleta), ultra-som e sais de ferro. No presente trabalho restringiu-se às reações com sais de ferro. Dentre os resultados obtidos, verificou-se o tempo mínimo para reação em 10 minutos. A relação entre íons ferro e peróxido de hidrogênio é menor do que a literatura normalmente sugere, 1:2, contra 1:3. Como a solução de sulfato ferroso é muito instável, passando os íons ferrosos a férricos, utilizou-se a adição direta do sal. Em escala industrial, a solução de sulfato ferroso deve ser preparada em poucas quantidades para que tenha baixo tempo de estocagem, a fim de não ser degradada. A temperatura, na faixa estudada (de 20C à 45C), é um parâmetro que tem pouca influência, pois a redução da eficiência da reação foi pequena (de 99,0% para 94,9%). O ferro utilizado na reação não se demonstrou uma nova fonte de transtornos para o ambiente. Nas condições utilizadas, a concentração de ferro residual esteve próxima ao limite permitido pela legislação no efluente tratado, necessitando apenas de alguns ajustes para a correção do problema

Acid precipitation and its effects on aquatic systems in the English Lake District

There is no evidence of an increase in the acidity (lower pH or alkalinity) of water-bodies in the Lake District over the last 50 years. Brown trout occur in acid streams and upland tarns where pH is 4.5-5.2 throughout the year. Their occurrence in such waters in Britain and Ireland has been known for most of this century and there is no previous evidence of harmful effects on salmonid fisheries, though numbers of fish are naturally low. However, many benthic invertebrates that are common in hill-streams where pH is above 5.7 do not occur in more acid streams. This phenomenon occurs in the headwaters of several western rivers in Cumbria. It is not a recent response to "acid rain". Harmful effects of pH are undoubtedly more pronounced in waters that are poor in other dissolved ions. Low concentrations of sodium, potassium, calcium and chloride are especially important and may limit the distributions of some aquatic animals even where pH is above 5.7. The concentration of sulphate ions is usually relatively high but this is not important to the fauna; concentrations are at least two times higher in productive alkaline water-bodies than they are in unproductive acid waters.

Decomposition in lake sediments: bacterial action and interaction

This review discusses the processes involved in the decomposition of organic carbon derived initially from structural components of algae and other primary producers. It describes how groups of bacteria interact in time and space in a eutrophic lake. The relative importance of anaerobic and aerobic processes are discussed. The bulk of decomposition occurs within the sediment. The role of bacteria in the nitrogen cycle and the iron cycle, and in sulphate reduction and methanogenesis as the terminal metabolism of organic carbon are described.

The diversity and ecological role of protozoa in fresh waters

Protozoa feed on and regulate the abundance of most types of aquatic microorganisms, and they are an integral part of all aquatic microbial food webs. Being so small, aerobic protozoa thrive at low oxygen tensions, where they feed (largely unaffected by metazoan grazing) on the abundance of other microorganisms. In anaerobic environments, they are the only phagotrophic organisms, and they live in unique symbiotic consortia with methanogens, sulphate reducers and non-sulphur purple bacteria. The number of extant species of protozoa may be quite modest (the global number of ciliate species is estimated at 3000), and most of them probably have cosmopolitan distributions. This will undoubtedly make it easier to carry out further tasks, e.g. understanding the role of protozoan species diversity in the natural environment.

Produção biogênica de sulfetos em amostras de água e óleo

Durante a exploração de petróleo offshore (fora da costa), a injeção de água do mar no processo de recuperação secundária de petróleo, ocasiona a produção de sulfeto de hidrogênio (H2S) pela presença das bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem o sulfato presente na água em sulfeto. A produção intensiva de H2S tem sido um dos maiores problemas das indústrias petrolíferas, pois constitui-se uma das principais causas de corrosão em linhas de produção (tubulações), equipamentos e tanques metálicos. Os principais micro-organismos presentes em amostras salinas provenientes de tanques de armazenamento de água e óleo da indústria do petróleo são as bactérias anaeróbias heterotróficas totais (BANHT) e as bactérias redutoras de sulfato (BRS). Atualmente, a quantificação desses grupos microbianos é realizada através da técnica do Número Mais Provável (NMP) que estima o resultado em aproximadamente 28 dias. Neste trabalho foi utilizada a metodologia de produção semi-contínua de sulfetos biogênicos por 15 dias, numa tentativa de correlacionar com os resultados de quantificação de BANHT e BRS através da técnica convencional do NMP. Nesse caso, avaliou-se as condições mais adequadas para a produção biogênica de sulfetos em tanques, alterando-se parâmetros tais como salinidade, temperatura e composição do meio de cultura. Verificou-se que os aumentos da salinidade e da temperatura do meio implicaram na diminuição da atividade biogênica semi-contínua de geração de sulfetos. E conforme dilui-se o meio de cultura, o crescimento de bactérias foi reduzido, assim como a geração de sulfetos. A quantificação de BRS e BANHT foi avaliada pela técnica do NMP de acordo com o método do FDA em 2011 e de Harrigan em 1998. Este último subestima a população microbiana, desconsiderando os limites e erros provenientes da técnica

Avaliação da remoção do íon cádmio em solução aquosa utilizando processos de osmose inversa e nanofiltração

Os efluentes contendo cádmio podem ser gerados dos por várias indústrias. A aplicação de ambas as tecnologias osmose inversa (OI) e nanofiltração (NF) para o tratamento de efluentes contendo o íon cádmio para reduzir a degradação ambiental foram estudadas no presente trabalho. Amostras sintéticas contendo o íon cádmio em várias concentrações foram preparadas e submetidas aos tratamentos por OI e NF em escala laboratorial. Assim, dividiu-se o processo de remoção em três etapas: 1- analisou-se os processos de osmose inversa e nanofiltração em termos da rejeição do íon cádmio, onde se correlacionou e avaliou os principais parâmetros de processos (concentração da solução alimentação, fluxo de permeado e pressão) e comparou-se os sistemas entre si. Nas etapas 2 e 3 avaliou-se os efeitos da salinidade utilizando os contra-íons zinco e sódio respectivamente, sobre a rejeição do íon cádmio no sistema de osmose inversa em soluções aquosas contendo misturas de sulfato de cádmio e sulfato de zinco, e sulfato de cádmio e sulfato de sódio. Mediu-se as concentrações de cádmio e zinco por espectroscopia de absorção atômica e as concentrações de sulfato e sódio por cromatografia de íons. Os resultados obtidos na primeira etapa dos experimentos mostram que a osmose inversa e nanofiltração são eficientes na remoção de cádmio, onde se obteve as taxas médias de rejeição de 92,4% e 96,6% respectivamente, sendo esses valores iguais em magnitude, tendo em vista os valores da incerteza padrão relativa associada a esses resultados. Em ambos os sitemas, os fluxos de permeado e as rejeições não sofreram influência do aumento da concentração de cádmio na solução alimentação.Na etapa 2, os resultados mostraram a diminuição da rejeição de cádmio com o aumento da concentração de sulfato de zinco na alimentação, sendo esse fenômeno atribuído a semelhança existente entre os íons Cd2+ e Zn2+ associados aos seus raios iônicos de hidratação e as energias de hidratação. Foram observadas as quedas do fluxo de permeado e das rejeições com o aumento da concentração de alimentação provavelmente devido ao efeito da polarização. Na etapa 3, a rejeição do íon cádmio não foi afetada pelo aumento da concentração de sulfato de sódio na alimentação, assim como os fluxos de permeado. Outro aspecto relacionado à rejeição é que a difusão do sódio através da membrana é favorecida frente à difusão do cádmio, sendo atribuído ao menor raio de hidratação do sódio

The relationship between aquatic macrophytes and water quality in Nta-Wogba Stream, Port Harcourt, Nigeria

An empirical survey of macrophytes distribution and biomass from four stations, along Nta-wogba stream in Port Harcourt, Nigeria, was conducted between April and December 2007, to quantify the relationship between biomass, in stream nutrients and dissolved ions. The correlation analysis indicated that the biomass of the aquatic macrophytes under consideration, Einochloa pyramidalis; Diplazum sammatii; Cyperus difformis; Alternathera sessilis and Ludwigia decurrens were significantly (P<0.05) related to the nutrients: sulphate, ammonium; nitrate, and phosphate in all the stations. The measurement of total dissolved solid, which is correlated to ionic concentrations and turbidity, provided a rough indication of in stream light availability.

Uso de materiais lígneo-celulósicos, como fonte de carbono para bactérias redutoras de sulfato, na remoção de metais pesados

Quando as wetlands alcançam a máxima capacidade de tratamento para remover metais pesados, a remoção ainda pode ocorrer por precipitação na forma de sulfetos devido a redução biológica de sulfato. Para alcançar este objetivo, devem ser promovidas condições anaeróbias, uma fonte de sulfato deve existir e uma fonte adequada de carbono/energia deve estar presente. No presente trabalho, a macroalga Sargassum filipendula e bagaço de cana-de-açúcar (materiais lígneo-celulósicos) foram selecionados como fontes de carbono, devido ao seu acentuado conteúdo de compostos orgânicos de degradação lenta e serem resíduos de alta disponibilidade. Experimentos foram simultaneamente conduzidos em operação contínua em duas colunas (0,5 L cada), uma contendo a macroalga e/ou bagaço de cana-de-açúcar e a outra contendo os materiais inoculados com um lodo anaeróbio. Neste trabalho, foi estudada a remoção de cádmio e zinco, devido à presença deles em efluentes de operações de mineração/metalurgia. Os ensaios foram realizados sob três diferentes condições experimentais no que se refere à quantidade de lodo anaeróbio inoculado no reator e o material empregado como fonte de carbono/energia. Os resultados indicaram que o reator inoculado foi capaz de tratar o efluente mais eficientemente que o reator não inoculado, considerando o período dos testes

Obtenção de nanocompósitos a partir da co-coagulação da borracha nitrílica e hidrotalcita

Partículas nanoestruturadas têm sido amplamente utilizadas como carga de reforço em matrizes elastoméricas, sendo substitutos eficazes das cargas convencionais, já consagradas, como o negro de fumo, mica, sílica. Em especial, as argilas têm mostrado grande potencial ao que se refere a melhor dispersão na matriz polimérica, em função de sua elevada razão de aspecto. Dentro do vasto universo de argilominerais, as argilas aniônicas, também conhecidas hidróxido duplo lamelar (HDL), apresentam como vantagem a possibilidade de ser projetada estruturalmente para as mais diversas finalidades, ao se modificar os ânions ou os cátions, ou até mesmo combiná-los na estrutura lamelar. E dentre os métodos existentes para se preparar compósitos a base de elastômero/argila, a co-coagulação do látex, é uma forma bastante eficaz e economicamente viável, uma vez que a borracha obtida após processo de coagulação já contém a carga incorporada. Este trabalho se dedicou a avaliar o processo de co-coagulação do látex de NBR e HDL, visando a obtenção de nanocompósitos. Para tanto HDL de composição Mg/Al-CO3 foi modificado com ânions DS, DBS e ST e foram preparadas suspensões aquosas, utilizando como ferramentas de dispersão ultraturrax e ultrassom de ponteira. As variáveis de processo avaliadas foram tipo e teor de HDL, tempo de mistura látex/suspensão aquosa de HDL, quantidade de coagulante e velocidade de agitação. Por fim, os coágulos obtidos foram formulados para avaliar a influência dos HDL na cinética de vulcanização e também para determinação das propriedades mecânicas convencionais. Os resultados obtidos comprovaram que a metodologia de dispersão de hidrotalcita ao látex nitrílico de modo prévio ao processo de coagulação é uma alternativa viável para a obtenção de nanocompósitos. O uso do ultrassom de ponteira como ferramenta na dispersão aquosa de HDL contribuiu para maior estabilidade da suspensão e o ajuste nos parâmetros do sistema de coagulação, levaram a obtenção de grumos uniformes do ponto de vista macroscópico e microscópico. As micrografias dos coágulos não vulcanizados obtidas por MEV-FEG confirmaram as informações apuradas a partir dos difratogramas de raios-X que apontou a formação de um sistema parcialmente esfoliado, em função da ausência dos picos característicos da hidrotalcita, além de indicarem a coexistência de partículas em dimensões micrométrica a nanométricas em uma mesma estrutura. A composição química do HDL, com a presença de átomos de magnésio e alumínio combinados com grupos hidroxila favoreceu a redução tanto o tempo de indução como de pré-cura. As propriedades mecânicas que se mostraram mais sensíveis ao grau de dispersão da carga foram a dureza, a deformação permanente à compressão (DPC) e o módulo de tração a 300% de deformação (E300), em especial para os compósitos contendo 10% m/m de HDL natural e modificado com estearato. A resistência à chama dos nanocompósitos de NBR-HDL vulcanizados apresentou um ligeiro aumento quando comparados à NBR pura, visto que esta é uma característica própria da hidrotalcita, decorrente da sua composição química