Caracterização de novas membranas de titanossilicatos microporosos por ensaios de permeabilidade

O interesse crescente das membranas inorgânicas deve-se à potencial aplicação em novas áreas de investigação e da indústria, e em alternativa a operações mais convencionais. Em particular, as membranas de titanossilicatos oferecem vantagens importantes sobre as de zeólitos, pois podem ser sintetizadas sem agentes estruturantes orgânicos, para evitar a calcinação subsequente usualmente responsável por defeitos irreversíveis, exibem novas possibilidades de substituição isomórfica da matriz, permitindo um ajuste mais fino das propriedades catalíticas e de adsorção, e são capazes de separar misturas com base em diferenças de afinidade e tamanho molecular (efeito de peneiro). Os objectivos principais deste trabalho foram: i) a caracterização dinâmica de membranas do tipo zeolítico sintetizadas no Laboratório Associado CICECO, realizando-se experiências de permeação com gases puros e misturas; ii) o desenvolvimento e validação de novos modelos para a transferência de massa multicomponente através de membranas porosas pela abordagem de Maxwell-Stefan, tendo em conta os mecanismos específicos encontrados, particularmente a contribuição por difusão superficial; e iii) a modelação dos pontos experimentais medidos, bem como dados compilados da literatura. De forma a realizar os ensaios de permeação, desenhou-se, montou-se e testou-se uma instalação experimental. Para gases puros, os objectivos principais foram a medição de permeâncias a temperatura constante, por variação da pressão transmembranar r ( ΔP ), e de permeâncias a temperatura programada, conduzidas a ΔP constante. Seguidamente, calcularam-se as selectividades ideais. Em relação a misturas, a determinação de selectividades reais requer as fracções molares no permeado e no retido. Na globalidade, estudaram-se três suportes diferentes (aço inoxidável e α − alumina) e dezanove membranas de AM-3, ETS-10, ZSM-5 e zeólito 4A, utilizando-se H2, He, N2, CO2, e O2. A primeira avaliação exploratória da qualidade das membranas foi feita permeando azoto à temperatura ambiente. Assim, permeâncias superiores a 10−6 mol/m2s.Pa evidenciavam defeitos grosseiros, levando-nos a efectuar cristalizações adicionais sobre as primeiras camadas. Este procedimento foi implementado com oito membranas. Um trabalho experimental mais detalhado foi conduzido com cinco membranas. Membranas com curvas permeância-temperatura ( Π −T ) decrescentes indicam tipicamente transporte viscoso e de Knudsen, i.e. meso e macrodefeitos. Por exemplo, a membrana nº 3 de AM-3 exibiu este comportamento com H2, He, N2 e CO2 puros. A contribuição de Knudsen foi confirmada pela relação linear encontrada entre as permeâncias e o inverso da raiz quadrada da massa molar. O mecanismo viscoso foi também identificado, pois as permeâncias eram inversamente proporcionais à viscosidade do gás ou, atendendo a equações do tipo de Chapman-Enskog, directamente proporcionais a 2 0.5 k d M (onde k d é o diâmetro cinético e M a massa molar). Um comportamento de permeação distinto observou-se com a membrana nº 5 de AM-3. As permeâncias registadas a temperatura programada eram aproximadamente constantes para o N2, CO2 e O2, enquanto com o H2 cresciam significativamente. Conjuntamente elas evidenciam a ocorrência de macro, meso e microdefeitos intercristalinos. O transporte gasoso activado através dos microporos compensa o impacto diminuidor dos meso e macroporos. Ao contrário do N2, CO2 e O2, o pequeno diâmetro do hidrogénio torna-lhe possível permear através dos microporos intracristalinos, o que lhe adiciona um mecanismo de transferência responsável por esse crescimento. No que respeita à difusão superficial, o sistema CO2/ZSM-5 pode ser tomado como um exemplo paradigmático. Uma vez que este zeólito adsorve o CO2, as permeâncias diminuem com o crescimento de ΔP , em virtude de as concentrações no sólido aumentarem de forma não linear e tenderem para a saturação. Os resultados contrastantes obtidos com azoto realçam ainda mais o mecanismo superficial, pois o N2 não é adsorvido e as permeâncias medidas são constantes. Globalmente, as selectividades ideais calculadas ( α* ) variam de cerca de 1 a 4.2. Este parâmetro foi também utilizado para discriminar as melhores membranas, uma vez que baixos valores de α* denotam o escoamento viscoso não-selectivo típico de macrodefeitos. Por exemplo, o H2/CO2 na membrana nº 3 de AM-3 apresentou α* = 3.6 − 4.2 para 40–120ºC, enquanto que na membrana nº 5 de AM-3 originou α* = 2.6 − 3.1. Estes resultados corroboraram as observações anteriores, segundo as quais a membrana nº 5 era melhor do que a nº 3. Alguns ensaios foram realizados com membranas saturadas com água para aumentar a selectividade: as medições mostraram claramente uma melhoria inicial seguida de uma redução consistente de α* com o aumento da temperatura, devido à remoção das moléculas de água responsáveis pela obstrução de alguns poros. Em relação às selectividades reais de misturas contendo hidrogénio, devem ser realizadas mais experiências e a quantificação do hidrogénio deve ser melhorada. No que concerne à modelação, novos factores termodinâmicos de Maxwell- Stefan foram derivados para as isotérmicas mono e multicomponente de Nitta, Langmuir-Freundlich e Toth, tendo sido testadas com dados de equilíbrio e de permeação da literatura. (É importante realçar que só estão publicadas equações para Langmuir e Dual-Site Langmuir de componentes puros e misturas). O procedimento de validação adoptado foi exigente: i) as isotérmicas multicomponente foram previstas a partir das de gás puro; ii) os parâmetros de difusão dos componentes puros foram ajustados a dados de permeação de cada gás; iii) depois, as difusividades cruzadas de Maxwell- Stefan foram estimadas pela relação de Vignes; finalmente, v) as novas equações foram testadas usando-se estes parâmetros, tendo sido capazes de estimar com sucesso fluxos binários. Paralelamente ao enfoque principal do trabalho, derivou-se um novo modelo para permuta iónica em materiais microporosos baseado nas equações de Maxwell-Stefan. Este foi validado com dados experimentais de remoção de Hg2+ e Cd2+ de soluções aquosas usando ETS-4. A sua capacidade preditiva foi também avaliada, sendo possível concluir que se comporta muito bem. Com efeito, conseguiram-se boas previsões com parâmetros optimizados a partir de conjuntos de dados independentes. Este comportamento pode ser atribuído aos princípios físicos sólidos da teoria de Maxwell-Stefan.

Contaminated soil exposure assessment in Portugal and in the EU

Este estudo baseou-se na análise dos mecanismos de transferência de elementos potencialmente tóxicos (PTE’s) entre o solo, a solução do solo e as plantas como forma de realizar uma avaliação mais eficaz do risco em áreas agrícolas. Foram aplicados conceitos recentemente desenvolvidos para a avaliação da reactividade biogeoquímica de contaminantes no solo e da sua partição sólido:solução recorrendo-se a modelos empíricos (tipo Freundlich). Estes modelos permitiram analisar a transferência de PTE’s ao longo da cadeia alimentar e avaliar o impacto da contaminação do solo na qualidade da alimentação animal (forragens) e Humana (vegetais e carne) em Portugal. Os modelos empíricos de transferência solo-planta de PTE’s foram utilizadas para obter limites críticos para estes elementos em solos agrícolas em Portugal, a partir dos seus limites legais nos alimentos para animais e teores máximos nos géneros alimentícios. Simultaneamente, modelos de exposição Humana a contaminantes do solo, desenvolvidos noutros países da UE foram analisados e foi proposto um modelo de exposição para Portugal. Este trabalho é uma contribuição para o desenvolvimento de critérios de qualidade de solos para áreas agrícolas em Portugal, tendo em vista a protecção da saúde animal e Humana. Contribuiu também para o desenvolvimento de uma estratégia de harmonização de políticas de protecção do solo (nomeadamente no que diz respeito aos problemas de contaminação) na União Europeia.

Adsorption behavior of α-cypermethrin on cork and activated carbon

Studies were undertaken to determine the adsorption behavior of α-cypermethrin [R)-α-cyano-3-phenoxybenzyl(1S)-cis- 3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2-dimethylcyclopropanecarboxylate, and (S)-α-cyano-3-phenoxybenzyl (1R)-cis-3-(2,2-dichlorovinyl)-2,2- dimethylcyclopropanecarboxylate] in solutions on granules of cork and activated carbon (GAC). The adsorption studies were carried out using a batch equilibrium technique. A gas chromatograph with an electron capture detector (GC-ECD) was used to analyze α-cypermethrin after solid phase extraction with C18 disks. Physical properties including real density, pore volume, surface area and pore diameter of cork were evaluated by mercury porosimetry. Characterization of cork particles showed variations thereby indicating the highly heterogeneous structure of the material. The average surface area of cork particles was lower than that of GAC. Kinetics adsorption studies allowed the determination of the equilibrium time—24 hours for both cork (1–2 mm and 3–4 mm) and GAC. For the studied α-cypermethrin concentration range, GAC revealed to be a better sorbent. However, adsorption parameters for equilibrium concentrations, obtained through the Langmuir and Freundlich models, showed that granulated cork 1–2 mm have the maximum amount of adsorbed α-cypermethrin (qm) (303 μg/g); followed by GAC (186 μg/g) and cork 3-4 mm (136 μg/g). The standard deviation (SD) values, demonstrate that Freundlich model better describes the α-cypermethrin adsorption phenomena on GAC, while α-cypermethrin adsorption on cork (1-2 mm and 3-4 mm) is better described by the Langmuir. In view of the adsorption results obtained in this study it appears that granulated cork may be a better and a cheaper alternative to GAC for removing α-cypermethrin from water.

Contribuição para o estudo da contaminação de solos por metais pesados

Dissertação de mestrado em Engenharia Sanitária

Sorptional Behaviour of Metals on the Sediments and Humic acid of Mangrove Ecosystem

Humic substances are complex polymeric structures.No other polymers with such a wide range of properties are so widely distributed in nature.But still their moleculer structures are unknown. A structural knowledge is essential in determining their reactivity with metals.In the present work structural elucidation of humic acids from three different mangrove ecosystems of Cochin area is done with the available data from functional group analysis and various spectroscopic methods.13C NMR spectra of the solid samples with CPMAS,IR and SEM are very promising in revealing the complex structures of these polymeric substances.Sorptional studies on the sediment and humic acid of mangrove ecosystem reveals that the major portion of the organic matter is not extractable with Sodium hydroxide and humic acid only a small portion of the total organic matter. Humic acid is a good complexing agent and scavenger. Due to the nonextractable nature of the organic matter present with the sediment left after alkali extraction it is a better scavenger.

Prevalencia de insuficiencia renal crónica en niños con displasia renal multiquística, Fundación Cardioinfantil de Bogotá

Introducción: La displasia renal multiquistica es una variante de displasia renal, anomalía congénita frecuente del tracto urinario, con una prevalencia del 2.9 - 50 % de insuficiencia renal crónica; frecuentemente asociada a otras malformaciones urinarias, sin datos en bogotá sobre prevalencia y comportamiento clínico. Objetivo: Evaluar la prevalencia de insuficiencia renal crónica en niños con displasia renal multiquistica valorados en consulta de nefrología en Fundación Cardioinfantil, instituto de cardiología de Bogotá. Metodología: Estudio de corte transversal, en niños con displasia renal multiquistica, confirmado por ecografía, valorados en consulta de Nefrología Pediátrica en los últimos diez años. Se realizó un análisis descriptivo de las variables, cálculos de prevalencia de Insuficiencia renal crónica. Resultados: Se revisó información de 70 pacientes, encontrando una prevalencia de IRC de 22.85% (IC 95 % 13.0 %-35.1 %); mayor frecuencia mujeres 12.85 %; 14.28% con otras malformaciones renales; 5.71 % en involución parcial, 4.28% en pacientes con involución completa del tamaño del riñón displásico. Se encontró 31.4% proteinuria; 22.8 % hiperfiltración; 4.28% hipertrofia compensadora del riñón sano; 24.2% involución parcial, 31.4 % involución completa del tamaño renal; frecuencia de HTA de 7,1% (IC95% 1%-9%). El 87.14% tuvo diagnóstico prenatal (IC 95% 81.0%-96.0%). Discusión: La prevalencia se encuentra dentro de los rangos de la literatura mundial, mayor a la colombiana y suramericana, predominando en pacientes con otras malformaciones renales asociadas, con mayor prevalencia de hipertensión arterial, que requiere estudios multicéntricos para determinar causalidad o presencia de otros factores.

Tratamiento de Artritis reumatoide con antagonistas del factor de necrosis tumoral alfa y su asociación con el desarrollo de melanoma cutáneo: revisión sistemática de la literatura y meta-análisis.

Introducción: El tratamiento con antagonistas del factor de necrosis tumoral alfa (anti TNF) ha impactado el pronóstico y la calidad de vida de los pacientes con artritis reumatoide (AR) positivamente, sin embargo, se interroga un incremento en el riesgo de desarrollar melanoma. Objetivo: Conocer la asociación entre el uso de anti TNF y el desarrollo de melanoma maligno en pacientes con AR. Metodología: Se realizó una búsqueda sistemática en MEDLINE, EMBASE, COCHRANE LIBRARY y LILACS para ensayos clínicos, estudios observacionales, revisiones y meta-análisis en pacientes adultos con diagnóstico de AR y manejo con anti TNF (Certolizumab pegol, Adalimumab, Etanercept, Infliximab y Golimumab). Resultados: 37 estudios clínicos cumplieron los criterios de inclusión para el meta-análisis, con una población de 16567 pacientes. El análisis de heterogeneidad no fue significativo (p=1), no se encontró diferencia en el riesgo entre los grupos comparados DR -0.00 (IC 95% -0.001; -0.001). Un análisis adicional de los estudios en los que se reportó al menos 1 caso de melanoma (4222 pacientes) tampoco mostró diferencia en el riesgo DR -0.00 (IC 95% -0.004 ; -0.003). Conclusión: En la evidencia disponible a la fecha no encontramos asociación significativa entre el tratamiento con anti TNF en pacientes con diagnóstico de AR y el desarrollo de melanoma cutáneo.

Aprofitament de residus vegetals per a la concentració i separació d'ions metàl·lics de solucions aquoses

La adsorció sobre carbó actiu és un tractament habitual para a l'eliminació de metalls contaminants d'afluents aquosos. Amb la finalitat de reduir el cost dels tractament actuals s'està estudiant la utilització d'adsorbents de baix cost com a substituts dels sorbents convencionals que s'utilitzen usualment en els tractaments d'aigües. En aquesta tesi s'ha avaluat la possibilitat d'aprofitar diversos residus vegetals procedents de processos agrícoles o residus industrials, com a sorbents per a l'eliminació de metalls de solucions aquoses. En concret, el treball s'ha centrat en assolir dos grans objectius, primer de tot, conèixer la possibilitat d'utilitzar el pinyol d'oliva com a adsorbent de metalls divalents de solucions aquoses, com són el Cd(II), Cu(II), Ni(II) i Pb(II), i en segon lloc, avaluar la utilització de quatre residus vegetals (escorça de yohimbe, rapa de raïm, suro i pinyol d'oliva) per a l'extracció de Cr(VI) de solucions aquoses i utilitzar el residu vegetal més apropiat com a base per tal d'obtenir un nou sorbent, amb més bona morfologia per ser utilitzat en sistemes d'eliminació de Cr(VI) en continu. Les dades cinètiques d'adsorció es van tractar amb el model cinètic de pseudo-segon ordre, amb el que es van determinar la velocitat inicial d'adsorció dels metalls. Els models d'isotermes d'equilibri de Langmuir i Freundlich es van utilitzar per descriure els equilibris d'adsorció i calcular els paràmetres de les isotermes. En els assajos amb mescles binàries de metalls, els resultats es van tractar amb el model ampliat de Langmuir. En aquest treball s'ha determinat, primerament, que el pinyol d'oliva és un bon sorbent dels metalls divalents estudiats. S'ha determinat que l'adsorció dels metalls varia amb el pH de la solució i que la presència de sals en la solució provoca una davallada en l'adsorció. També es va determinar la competència en l'adsorció entre els metalls al realitzar assajos en mescles binàries. Amb els estudis d'extracció de Cr(VI) amb els quatre materials s'ha determinat que aquests vegetals poden adsorbir el Cr(VI) en solució, tot i que la rapa i la yohimbe són els materials que presenten unes capacitats d'adsorció més elevades. Les anàlisis amb espectroscòpia electrònica de Raig-X realitzats en la rapa de raïm i la yohimbe en contacte amb Cr(VI) varen demostrar la presència del metall en els dos estats d'oxidació, Cr(VI) i Cr(III), evidenciant la participació del mecanisme de reducció de Cr(VI) en l'adsorció del metall sobre els materials. Amb l'encapsulació de la rapa de raïm es va incrementar significativament la capacitat d'adsorció del metall respecta a la seva utilització en la forma original. Les dades experimentals es van tractar amb un model de difusió i es va determinar el coeficient de difusió en l'adsorció en el sorbent amb diferent percentatge de rapa en l'interior. Finalment s'han realitzat estudis preliminars d'adsorció de crom hexavalent en continu utilitzant columnes de petites dimensions farcides amb el sorbent format per boles de rapa encapsulada en alginat càlcic. En aquests assajos s'ha determinat l'efecte en l'adsorció de metall de diversos paràmetres d'operació, com la concentració inicial de metall, el cabal i l'alçada de llit. El model de transferència de matèria i difusió en columna emprat pel tractament de les dades experimentals va mostrar l'efecte de la concentració inicial i del cabal en els coeficients de difusió i transferència de matèria. El model BDST no va predir correctament el temps de servei en els diferents paràmetres d'operació experimentats a causa de la complexitat del procés d'adsorció. Amb aquests assajos preliminars s'han establert les bases de l'adsorció de Cr(VI) amb el nou sorbent en sistemes en continu amb la finalitat de realitzar estudis posteriors d'eliminació del metall en columnes de majors dimensions.

A preliminary investigation into the use of ochre as a remedial amendment in arsenic-contaminated soils

Ochre is an unwanted waste product that accumulates in wetlands and streams draining abandoned coal and metal mines. A potential commercial use for ochre is to remediate As contaminated soil. Arsenic contaminated soil (605 mg kg(-1)) was mixed with different ochres (A, B and C) in a mass ratio of 1:1 and shaken in 20 mL of deionised water. After 72 h As concentration in solution was ca. 500 mu g kg(-1) in the control and 1-2.5 mu g kg(-1) in the ochre treated experiments. In a second experiment soil:ochre mixtures of 0.05-1:1 were shaken in 20 mL of deionised water for 24 h. For Ochres A and C, as Solution concentration was reduced to ca. 1 mu gkg(-1) by 0.2-1:1 ochre:soil mixtures. For Ochre B, as concentration only reached ca. 1 mu g kg(-1) in the 1:1 ochre:soil inix. Sorption of As was best modelled by a Freundlich isotherm using As sorption per mass of goethite in the ochre (log K= 1.64, n = 0.79, R-2 = 0.76, p <= 0.001). Efficiency of ochre in removing As from solution increased with increasing total Fe, goethite, citrate dithionite extractable Fe and surface area. (c) 2005 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Zinc sorption in selected soils

The adsorption of nutrient elements is one of the most important solid- and liquid-phase interactions determining the retention and release of applied plant nutrients and the efficiency of fertilization. The study showed that the soils with high cation exchange capacity (CEC), CaCO3 , organic matter contents, and heavy texture adsorbed more zinc (Zn). The alkaline soils from Pakistan adsorbed more Zn than English acidic soils. Langmuir and Freundlich isotherm fit was excellent, and r(2) values for the Langmuir isotherm were highly significant (r(2) =0.84 to 0.99). The Langmuir b values, representing the adsorptive capacity of a soil, increased as the texture fineness increased in the soil, with increases in the concentration of adsorptive material (such as organic matter and CaCO3) and with increases in CEC and pH. The alkaline soils from Pakistan had higher bonding energy constant and higher log Kf values than the acidic English soils. Sequential extraction of Zn in these soils showed that most of the Zn was held in CaCO3 pool in the alkaline soils, whereas in acidic soils adsorbed Zn was in exchangeable form.

Dissolution of phosphorus from animal bone char in 12 soils

Heat-treated animal bone char (ABC) has not previously been evaluated for its potential as a phosphorus (P) fertilizer. ABC, Gafsa phosphate rock (GPR) and triple superphosphate fertilizer (TSP) were incubated in 12 soils. Dissolved-P was assessed by extraction with NaOH and bioavailability with the Olsen extractant. The rate of P dissolution from ABC was described almost equally well by the Elovich and Power equations. After 145 days, the fraction of P dissolved ranged from 0 to 73% and to 56% for ABC and GPR, respectively. The most important soil properties determining P dissolution from ABC were pH and P sorption. P dissolution was not significant at soil pH > 6.1 (ABC) and > 5 (GPR) and the lower the pH, the greater the Dissolved-P. Dissolved-P also correlated positively and significantly with inorganic P sorption, measured by the Freundlich isotherm and the P sorption index of Bache and Williams (1971). Soil pH and P sorption index could be combined in multiple regression equations that use readily measured soil properties to predict the potential for ABC dissolution in a soil. Dissolution of P from GPR correlated with soil pH and exchangeable acidity. In comparison with GPR, ABC was a better source of available P, assessed by Olsen-P. In most soils, ABC increased Olsen-P immediately after application, including soils of relatively high pH in which GPR was ineffective. ABC is a P fertilizer of solubility intermediate between GPR and TSP.

Adsorption Isotherms for Removal of Linoleic Acid from Ethanolic Solutions Using the Strong Anion Exchange Resin Amberlyst A26 OH

Adsorption isotherms for the removal of linoleic acid from aqueous ethanol were measured using a strong anion exchange resin (Amberlyst A26 OH). The data for linoleic acid were compared with previously published results for oleic acid. The equilibrium data were correlated using the Langmuir and Freundlich isotherms. Lower average deviations between experimental and calculated results were obtained with the Langmuir model. The capacity of the resin for adsorbing linoleic acid was evaluated at different water contents in ethanol, 100 w = 0.50 to 15.27, and at 298.15 K. The water content in ethanol does not influence significantly the equilibrium behavior, and the strong anion exchange resin has a good performance in the removal of linoleic acid from the liquid phase.

Developing a fluorimetric sequential injection methodology to study adsorption/desorption of glyphosate on soil and sediment samples

This paper describes the development of a sequential injection method to automate the fluorimetric determination of glyphosate based on a first step of oxidation to glycine by hypochlorite at 48 degrees C, followed by reaction with the fluorogenic reagent o-phthaldialdehyde in presence of 2-mercaptoethanol in borate buffer (pH > 9) to produce a fluorescent 1-(2`-hydroxyethylthio)-2-N-alkylisoindole. The proposed method has a linear response for glyphosate concentrations between 0.25 and 25.0 mu mol L(-1), with limits of detection and quantification of 0.08 and 0.25 mu mol L(-1), respectively. The sampling rate of the method is 18 samples per hour, consuming only a fraction of reagents consumed by the chromatographic method based on the same chemistry. The method was applied to study adsorption/desorption properties in a soil and in a sediment sample. Adsorption and desorption isotherms were properly fitted by Freundlich and Langmuir equations, leading to adsorption capacities of 1384 +/- 26 and 295 +/- 30 mg kg(-1) for the soil and sediment samples, respectively. These values are consistent with the literature, with the larger adsorption capacity of the soil being explained by its larger content of clay minerals, while the sediment was predominantly sandy. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Adsorption of di-2-pyridyl ketone salicyloylhydrazone on Amberlite XAD-2 and XAD-7 resins: Characteristics and isotherms

The adsorption of DPKSH onto Amberlite XAD-2 (styrene resin) and XAD-7 (acrylic ester resin) has been investigated, at (25 +/- 1)degrees C and pH 4.7. The experimental equilibrium data were fitted to the Langmuir, Freundlich, and Dubinin-Radushkevich (D-R) models. These three models provide a very good fit for both resins and the respective constants K(L), K(F), and K(DR) were calculated. For the same DPKSH concentration interval, the minimum time of contact for adsorption maximum at XAD-7 was smaller than at XAD-2 and the maximum amount of DPKSH adsorbed per gram of XAD-2 is smaller than at XAD-7. The investigation indicates that the mean sorption energy (E) characterizes a physical adsorption and the surfaces of both resins are energetically heterogeneous. The constants obtained in these studied systems were correlated and compared with those obtained for the silica gel/DPKSH system. (C) 2008 Published by Elsevier Inc.

Heavy metal accumulation in soils at three field sites subject to effluent irrigation

Three field sites were chosen to study the environmental assimilative capacity of heavy metals in soil. These sites were the Werribee Farm and the Myome Farm in Australia and Shenyang Zhangshi Irrigation Area in China. The Werribee Farm and the Shenyang Zhangshi Irrigation Area received sewage treatment and application on land for a long time. The Myome farm is an experimental site in which investigations on land application of municipal wastewater on water repellent soils is currently being trailed. Heavy metal contamination, in particular Cr, Cu and Zn, in the Land Filtration soil of Werribee Farm was widespread. More than a century of sewage irrigation has occurred in the Werribee Farm. The temporal distribution pattern of heavy metals (Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn) in the soil at this site follow an exponential trend with time and the spatial distribution pattern of accumulation of heavy metals in different paddocks correlates with the number of years of sewage irrigation at that site in the Farm. Extensive sewage irrigation at Shenyang Zhangshi Irrigation Area resulted in significant Cd pollution in soil-plant (rice) system and poses a significant threat to the health of local people. Even after eight years since cessation of sewage irrigation, the bioavailable fractions of Cd in the soil as analyzed by sequential extraction techniques were very high thus illustrating long-term persistence. The simultaneous competitive adsorption of metals in water repellent soils (at Myome Farm in South Australia) was studied. In the competitive situation, Cr, Pb and Cu are the heavy metal cations more strongly adsorbed by the soil, whereas Cd, Ni and Zn are the least adsorbed. The increase in Freundlich adsorption capacity by clay amendment suggested that clayed soils are capable sorption of higher heavy metal loadings compared to the non-clayed water repellent soil, which is more vulnerable to heavy metal inputs. A simple model of environmental assimilative capacity is proposed. The results of comparison of the three field sites shows that the Werribee Farm has a higher environmental assimilative capacity of heavy metals in soil than the soils at Shenyang Zhangshi Irrigation Area and Myome Farm, however heavy metal contamination at Werribee Farm is still a concern. The model of environmental assimilative capacity of heavy metals in soil is an effective tool to assist management of effluent applied land irrigation systems and can be used to better design environmental engineering systems.