Síntese e caracterização de TiO2 puro e modificado para aplicações ambientais

Fotocatalisadores baseados em nanopartículas de dióxido de titânio modificados fornecem soluções em potencial para a mineralização de poluentes orgânicos em meio aquoso. Agentes modificadores têm sido amplamente investigados com o objetivo de promover a fotoativação pela luz visível. Foram estudadas a nível fundamental até aqui, as modificações estruturais, texturais e óticas causadas pela introdução de silício e nitrogênio na rede da titânia. Titânias puras (TiO2) e modificadas nanoestruturadas, particularmente titânias modificadas com silício (TiO2-SiO2), com razões atômicas Si/Ti de 0,1, 0,2 e 0,3 foram sintetizadas pelo método sol-gel a partir da hidrólise ácida de isopropóxido de titânio(IV) e tetraetoxisilano. As metodolo-gias sintéticas desenvolvidas tentaram aderir aos princípios da Química Verde, dispensando o uso de atmosfera inerte e temperatura e pressão elevadas, o que foi alcançado utilizando-se, principalmente, a agitação ultrassônica. Titânias modificadas com silício e dopadas com ni-trogênio (TiO2-SiO2-N) foram obtidas a partir do pré-tratamento de TiO2-SiO2 a 500 C ao ar e então submetidas ao fluxo de amônia (NH3) a 600 C por 1-3 h e, após resfriamento, foram recozidas a 400 C ao ar. Amostras distintas foram caracterizadas, na forma de pó seco e após calcinação entre 400600 C, por difração de raios X, adsorção de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de refletância difusa no UV-Visível. As titânias pu-ras, obtidas principalmente variando-se a razão de hidrólise, foram cristalizadas na forma de anatásio como fase predominante até 600 C, além de traços de brookita presente até 500 C. O rutilo foi identificado a partir de 600 C como fase minoritária, embora apresentando tama-nhos de cristal significativamente maiores que os estimados para o cristal de anatásio. As titâ-nias modificadas com até 20% de silício apresentaram notável estabilidade térmica, evidenci-ada pela presença exclusiva de anatásio até 900 C. Foi também observado o aparecimento de macroporos com diâmetro médio em torno de 55 nm após calcinação a 400 C, diferentemente do que se observou nas amostras em geral. A introdução de baixo teor de silício assegurou às titânias calcinadas valores elevados de área específica, atribuído ao efeito de contenção acentuada na taxa de crescimento do cristal. As titânias modificadas com silício e as titânias puras obtidas com taxa de hidrólise 25:1 para a razão H2O : Ti apresentaram mesoporos com diâmetros médios de mesma dimensão do cristal. As titânias modificadas com silício e dopa-das com nitrogênio apresentaram absorção na região visível entre 400-480 nm, com discreta redução da energia de band gap para as transições eletrônicas consideradas. Titânias calcina-das a 300−400 C apresentaram desempenho fotocatalítico semelhante ao TiO2 P25 da De-gussa sob irradiação UV, na degradação do azo corante Reactive Yellow 145 em soluções a-quosas em pH 5 a 20 1C

Análise físico-química da qualidade das águas pluviais: estudo de caso - Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira , Rio Comprido RJ.

Com o desenvolvimento da espécie humana, a sociedade humana passou demandar quantidades cada vez maiores de diversos elementos naturais, principalmente a água. Por estar presente em uma pequena quantidade no planeta (3%), com relação a toda hidrosfera, as águas disponíveis para consumo humano (Ex: Mananciais) são as que mais sofrem com a ação antrópica. A degradação destes recursos se dá por fatores como: poluição, desperdício e falta de políticas públicas sobre conservação dos recursos hídricos. Buscando a implementação de estratégias para a melhor gestão dos recursos hídricos, a utilização de águas pluviais como fonte hídrica alternativa, ganha importância diante desse cenário. Além de uma fonte hídrica de fácil acesso em muitas regiões (com média anual de precipitação em 1589 mm na região da Tijuca Alerta Rio, 2013), estudos demonstram que sua qualidade permite sua utilização em atividades não potáveis, resultando na economia de águas que são tratadas e destinadas para consumo humano. Visando colaborar com as questões expostas anteriormente, a presente dissertação de mestrado buscou avaliar a qualidade das águas de chuva em uma determinada região e os fatores que possam interferir na qualidade das águas pluviais, como: tipo de material da superfície de captação, proximidade a focos de poluição atmosférica e período de estiagem antecedente ao evento pluviométrico. Para tal tarefa, foi instalado um sistema de captação de águas pluviais no Instituto de Aplicação Fernando Rodrigues da Silveira, localizado no bairro do Rio Comprido, região norte da cidade do Rio de Janeiro. Os parâmetros físico-químicos para qualidade da água pH, turbidez, temperatura, oxigênio dissolvido, sólidos totais dissolvidos, potencial de oxi-redução e condutividade foram analisados com o auxílio da sonda multiparâmetro. Ao correlacionar a presença de sólidos na água de chuva com os períodos de estiagem, verificou-se que quanto maior o período de seca, maior a quantidade de sólidos nas amostras. Com relação aos marcos regulatórios (Portaria 2914/2011, MS; Padrões de potabilidade, OMS; CONAMA 357 e NBR 15.527) , os resultados para estes parâmetros ficaram de acordo com os limites exigidos pelas mesmas, exceto o pH. Com a análise dos resultados, recomenda-se estudos para determinar quais fatores podem estar interferindo na acidificação das águas coletadas no estudo.

Substratos para uso em telhados verdes: Avaliação da retenção hídrica e qualidade da água de escoamento.

Telhados verdes são uma alternativa interessante para mitigar o risco de enchentes dada a enorme área de telhados não utilizada das superfícies impermeáveis nas áreas urbanas. Graças a sua capacidade de armazenagem de água, os telhados verdes podem reduzir significativamente o pico de escoamento dos eventos de maior pluviosidade. Investigações sobre a composição de substratos baseados em materiais locais e projetos adequados para regiões climáticas tropicais são menos frequentes. Vegetação e substrato são elementos de um telhado verde que precisam ser adaptados para cada microclima e não universalizados. O objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho de diferentes composições de substratos baseados em solo local, biomassa de coco, condicionador de solo e componentes comerciais, com a finalidade de maximizar a capacidade de retenção da água de chuva e diminuir necessidades de manutenção. Um pré-ensaio de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica e a relação peso seco x peso úmido de 15 composições de substrato. As composições com melhores resultados constituíram os substratos S1(15% solo + 55% coco + 30%componentes comerciais), S2 (30% solo + 40% coco + 30%componentes comerciais) e S3 (60% solo + 10% coco + 30%componentes comerciais). A caracterização físico-química dos substratos, solo e fibra de coco foi realizada. Em seguida um teste de colunas avaliou a capacidade de retenção hídrica dos substratos sob duas condições de precipitação: uma leve (8,77 mm/h); e outra mais forte (42,0 mm/h). Os resultados apontaram que os substratos S2 e S3 apresentaram melhores resultados de retenção para ambas as intensidades de precipitação. Observou-se que S1, que apresentou melhor capacidade de retenção no pré-ensaio, teve desempenho inferior aos demais o que pode ser atribuído à maior concentração de fibra de coco na sua composição e o consequente surgimento de caminhos preferenciais ao longo do perfil da coluna, por onde a água escoou mais rapidamente. Em eventos de precipitação mais leve, os substratos reteram de 60 a 100% do total aplicado. Quando se aplicou uma intensidade de precipitação mais forte, a faixa de retenção ficou entre 40% e 59%. No entanto, as variáveis analisadas para avaliar a qualidade da água de escoamento dos substratos (pH, CE, P, NO3, NH4, Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn, Cr, Co, Ni) ficaram acima dos valores comumente encontrados na literatura, indicando que as composições aqui adotadas para os substratos podem implicar em uma fonte de poluição hídrica. Os substratos para uso em telhados verdes apresentados neste estudo atenderam seu objetivo quanto à retenção hídrica, mas a qualidade da água percolada torna seu uso inviável até o momento. Verificou-se a necessidade de estudar mais profundamente a qualidade da água lixiviada por cada componente dos substratos, individualmente, a fim de identificar as fontes dos elementos que presentes em concentrações elevadas tornam-se poluentes. Pode ser considerada a remoção de algum (s) dos componentes presentes na composição para se atingir um nível satisfatório de qualidade da água de escoamento.

Estudo Experimental de Gases em Camadas de Cobertura no Aterro de Nova Iguaçu - RJ.

Esta pesquisa apresenta uma revisão bibliográfica sobre as emissões de metano em aterros sanitários, os conceitos de geração de gases em aterros sanitários, movimentações de gases em aterro, apresenta os métodos de medição de gases in situ, tipos de cobertura finais para aterros e a oxidação do metano na camada de cobertura. A pesquisa também tem como objetivo medir as emissões de gases e avaliar a infiltração das águas pluviais através da camada de cobertura do aterro sanitário da CTR Nova Iguaçu. As medições foram realizadas nos meses de julho a novembro de 2010, na camada de cobertura monolítica existente e em outra construída sobre uma barreira capilar. Sensores para medir temperatura e umidade foram instalados em profundidade nas duas camadas. Foram realizados ensaios de placa de fluxo para medir a composição dos gases e o fluxo através dos dois tipos de camadas, e avaliadas duas situações: com os poços de extração de gás ativos e desligados. Os sensores indicaram que em período de baixa pluviosidade, a barreira capilar apresenta uma eficácia superior à camada monolítica, e com a intensificação das chuvas, as umidades medidas nos dois tipos de camadas aumentam, e na barreira capilar o gradiente estabelecido entre os sensores diminui, indicando uma possível tendência à saturação desta barreira capilar. Porém, com a paralisação das chuvas, recupera e retoma sua condição inicial. Os resultados de medidas dos gases demostraram a eficiência do sistema de extração de gás quando ativado, resultando em emissões quase nulas de metano e gás carbônico nos dois tipos de camadas. No entanto, quando o sistema está desativado, as emissões através da camada monolítica são cerca de 3 vezes maiores do que através da barreira capilar.

As unidades prisionais do Rio de Janeiro: uma análise da ordem excludente

A presente tese se propõe a identificar a relação entre os presídios do Rio de Janeiro e o processo de exclusão e dominação, essenciais para a construção da hegemonia. Para isso, analisamos a relação da construção da ordem vigente com as unidades prisionais, desde o início do século XIX, percebendo a forma como o Estado inseriu tais unidades em sua política a fim de garantir a dominação, criminalizando os grupos subalternos. Desta forma, os presídios aparecem como rotuladores, não só de indivíduos, como também de sua identidade e espaço, além, é claro, de confirmar seu status social. Para esta investigação foram utilizados a pesquisa bibliográfica e o cruzamento de dados do Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística (IBGE) e do Ministério da Justiça, além do material didático utilizado pelas escolas prisionais do Rio de Janeiro. Nossa análise partiu da compreensão do presídio enquanto lócus de contenção e controle do excedente excluído, encontrada nas obras de Nilo Batista e das perspectivas de David Garland e Loic Wacquant que contextualizam estas instituições pela mesma ótica na política neoliberal. Como escopo teórico principal, alicerçamos esta pesquisa na teoria do desvio, desenvolvida por Haward Becker, e no conceito de hegemonia, tal qual Antonio Gramsci o concebe. Desta forma, observamos como percepções individuais de membros de grupos dominantes podem ser incorporadas pelo seu coletivo e ingressarem no código legal social, favorecendo e garantindo a hegemonia destes sobre os grupos subalternos. As prisões aparecem neste contexto como peça imprescindível. Concluímos, portanto, que as unidades prisionais do Rio de Janeiro possuem grande importância na afirmação da dominação social na medida em que recebem o subalterno e demarcam este grupo e seu espaço, transformando sua condição marginal em condição criminosa. Ou seja, favorecendo a criminalização de sua condição social e, portanto, justificando-a.

长武塬区不同土地利用条件下土壤水分深剖面分布特征比较

通过调查取样的方法对长武塬面不同土地利用条件下(作物地,果园,苜蓿地)土壤水分状况在0~600 cm范围深度内进行对比,结果显示:长武塬区小麦收获期,不同土地利用条件下土壤水分含量总体存在较大差异,其中春玉米地由于上年小麦收获后直到春玉米播种前土地休闲,土壤含水量显著高于其它土地利用方式。其它土地利用条件下土壤平均含水量相对较低,在0~300 cm的范围内含水量分布表现为果园>苜蓿地>小麦地。300 cm以下含水量表现为小麦地>果园>苜蓿地;同时,不同利用条件下土壤水分剖面低湿层的位置深度也不相同,小麦地土壤水分低湿层深度较果园地和多年苜蓿地浅,土壤水分剖面形态与分布特征受利用模式影响显著。

黄土丘陵区不同土地利用方式下土壤水分入渗的对比试验

为更好地掌握黄土丘陵区不同土地利用方式下的土壤水分入渗性能,采用双环法和人工降雨法,分别对陕西省延安市燕沟流域林地、草地、农地3种土地利用方式的土壤水分入渗过程进行了对比试验。结果表明:双环法能较好的反映水向土中的入渗过程;而人工降雨法可以较为真实地反映天然降雨过程中雨水向土中的入渗过程, 两者有很大的不同,主要表现在土壤水分的入渗速率变化过程方面。前者测定的土壤水分入渗速率主要受制于土壤的物理性状,而后者:不但与土壤物理性状有关,还与降雨强度有较密切的关系。在人工模拟短历时暴雨条件下, 对于林地和荒坡草地,土壤水分入渗速率有随雨强增大而增大的趋势,而对于裸耕农地,随着雨强的增大,土壤水分入渗速率有降低的趋势。

略论延安市降水资源的潜力与高效利用模式

根据在甘肃子午岭 ,安塞墩滩和延安燕儿沟的试验观测资料 ,研究了梢林区植被对降水的拦蓄和消耗情况 ;分析了农区基本农田上和退耕还林 (草 )坡地上作物和植物对降水的拦蓄和土壤水分季节动态 ;计算了本区主要农作物和几种有代表性的乔、灌、草植物的全生育期内需水量和降水资源补给的盈亏状况 ;并提出了几种利用降水资源和河川径流的模式

浅论黄土高原集雨补灌农业的地位与作用

干旱缺水与水土流失并存是制约黄土高原经济发展的两大瓶颈性因素.集雨补灌农业作为雨水利用的更高发展阶段,更加强调了从时间和空间2个方面对有限雨水资源实施主动调控与利用.大量研究与实践证明,集雨补灌农业不仅是黄土高原不可缺少的水资源开发利用形式,也是黄土高原水土保持工程技术体系的重要组成部分,更是黄土高原旱地农业持续发展的一种综合模式和战略性措施,是对旱地农业的进一步继承和发展.另外,具有工程化、科技化、规模化内涵的集雨补灌农业也已经成为现代节水农业技术体系的重要研究内容之一.黄土高原集雨补灌农业研究的深度和广度将会持续深入,其技术发展更加依赖于高新技术的支撑与应用.

黄土高原(陕西部分)雨水资源化潜力初步分析

根据黄土高原（ 陕西部分） 的１４５ 个雨量观测站的３０ａ 逐月降水资料，分析了陕西雨水资源的时空分布特征，并在次基础上，分别对西北地区的作物地土壤拦蓄潜力，陕北、渭北、关中３ 地区居民工矿与交通用地的雨水汇流潜力进行了测算。初步结果为：两北地区作物地年总无效蒸发耗水达３３ ×１０８ ｍ３ ，若采取集流保墒措施，年可减少蒸发损失６－４ ×１０８ ｍ３ ；３ 地区居民工矿与交通用地年可汇流６－２７ ×１０８ ｍ ３ ，若一半用于粮食生产，并采取节水灌溉，初步推算黄土高原地区可增产粮食约２８－８ ×１０８ ｋｇ。

雨水资源集蓄利用研究综述

由于干旱、人口增长、地表水地下水污染等问题 ,人们对雨水资源的开发利用产生了极大的兴趣并进行了广泛的研究 ,而且已初步显示出雨水资源开发利用的巨大潜力。文中对雨水的汇集、蓄存、利用技术,雨水利用对区域环境的影响,雨水资源的评价,雨水利用的效益评估等方面的最新研究进行了全面的分析总结 ,同时 ,提出了目前研究中亟待解决的问题。

对渭北地区集雨灌溉的思考——以富平县底店乡“窖灌农业”示范区为例

合理高效地利用雨水资源对西北干旱半干旱地区尤其是地表水缺乏地下水不易利用地区的经济发展具有十分重要的意义。基于此 ,我们在陕西省“窖灌农业”试验示范基地对蓄水设施的修筑、运行、维护及水质、雨水利用现状等进行了调研和考察 ,指出了其存在的问题、解决措施及进一步发展的思路 ,为该地及整个渭北地区雨水集流灌溉的进一步发展提供指导和参考

论我国旱地农业建设的技术路线与途径

旱地农业建设是我国农业生产的重要方面 ,通过对我国旱地农业战略地位和主要特征的分析 ,从持续发展角度 ,提出了旱地农业建设的技术路线 ,总结分析了旱地农业建设的技术途径。指出我国旱地农业建设应以降水的高效利用为中心 ,提高降水利用率、降水生产潜力开发利用率和水分利用效率 ,积极发展并完善集雨补灌技术

HEC和AAM添加剂对提高黄土集流效率的试验研究

基于西北地区黄土资源丰富、地形复杂、外源材料运输困难的实际状况 ,提出将 HEC(High Strength andWater Stability Earth Consolidator)和 AAM(Active Aluminate Mixture)材料添加剂与黄土混掺 ,以期提高其集流效率。通过室内人工降雨模拟试验 ,探讨了典型黄土与 HEC和 AAM材料添加剂分别混掺后集流效率和性能的变化过程。同时 ,对照其它几种集雨材料 ,对不同雨强、雨量及坡度下的起流历时、集流效率和材料性能进行了比较。结果表明 :黄土与 HEC和 AAM添加剂混掺后形成的黄土复合集流材料具有较强的抗拉、抗压能力 ,不同雨强和雨量等级范围均具有较高的集流效率 (>78% ) ,已达到混凝土的集流效果 ,其成本仅为混凝土的 1/ 3～ 1/ 2。

Chromosome inheritance in triploid Pacific oyster Crassostrea gigas thunberg

Reproduction and chromosome inheritance in triploid Pacific oyster (Crassostrea gigas Thunberg) were studied in diploid female x triploid male (DT) and reciprocal (TD) crosses. Relative fecundity of triploid females was 13.4% of normal diploids. Cumulative survival from fertilized eggs to spat stage was 0.007% for DT crosses and 0.314% for TD crosses. Chromosome number analysis was conducted on surviving progeny from DT and TD crosses at 1 and 4 years of age. At Year 1, oysters from DT crosses consisted of 15% diploids (2n = 20) and 85% aneuploids. In contrast, oysters from TD crosses consisted of 57.2% diploids, 30.9% triploids (3n = 30) and only 11.9% aneuploids, suggesting that triploid females produced more euploid gametes and viable progeny than triploid males. Viable aneuploid chromosome numbers included 2n + 1, 2n + 2, 2n + 3, 3n - 2 and 3n - 1. There was little change over time in the overall frequency of diploids, triploids and aneuploids. Among aneuploids, oysters with 2n + 3 and 3n-2 chromosomes were observed at Year 1, but absent at Year 4. Triploid progeny were significantly larger than diploids by 79% in whole body weight and 98% in meat weight at 4 years of age. Aneuploids were significantly smaller than normal diploids. This study suggests that triploid Pacific oyster is not completely sterile and cannot offer complete containment of cultured populations.