Simulação computacional de materiais bidimensionais: funcionalização de defeitos extensos no grafeno e retenção de contaminantes por argilominerais

In this work are considered two bidimensional systems, with distints chacacteristcs and applicabilitys. Is studied the adsorption of transition metals (MT) Fe, Co, Mn and Ru in extended defects, formed by graphene grain boundaries. First in pristine graphene The hollow site of carbon hexagon, in pristine graphene, are the most stable for MT adsorption. The Dirac cone in eletronic structure of graphene was manteined with the presence of MT. For the considered grain boundaries the MT has a greater stability for absorption in the grain boundaries sites in comparison with pristine graphene. Through the energy barrier values, are observed diffusion chanels for MT localized on the grain boundaries. This diffusion chanels indicate a possible formation of nanolines of MT in graphene. For the first stage of the nanolines, ate observed a better stability for the system with greater MT concentration, due to MT-MT interactions. Also, due to the magnetic moment of the MT, the nanolines show a magnetization. For the most stable configurations the system are metallics, particularly for Fe the band structure indicates an anisotropic spin current. In a second study, are considereted the retention capacity for metallic contaminants Cd and Hg in clayminerals, kaolinite (KAO) and montmorillonite (MMT). Through the adsorption energies of contaminantes in the clayminerals, was observed a increase in stability with the increase of contaminants concentration, due to the interaction Cd-Cd and Hg-Hg. Also, was observed that KAO has a strong interaction beteween monolayers than MMT. In this sence, for the adsoption process of contaminantes in the natural form of KAO and MMT, the latter has a better retention capacity, due to the small net work for contaminant intercalation. However, when the modification of clayminerals, with molecules that increase the spacing between monolayers, exist a optimal condition, which the contaminant absorption are more stable in KAO system than in MMT. In the Langmuir adsorption model for the clayminerals in the optimal monolayer spacing, the retention capacity for Cd and Hg in KAO system are 21% greater than in MMT system. Also, for the X-ray Absorption Near Edge Spectroscopy (XANES) for the K edge of Cd and Hg, are found a positive shift of absorption edge with the decreasing of monolayer spacing. This result indicates a possible way to determine the concentration of adsorbed contaminats in relation to unabsorbed ones, from the decomposition of experimental XANES in the obteined spectras.

Efecto del tamaño de los fragmentos del mármol en la fijación de contaminantes

Se estudia el efecto del tamaño del grano y la interacción de metales pesados y As en la adsorción de contaminantes por residuos de mármol de distinto tamaño. La cantidad de As, Cd y Zn precipitada, aumenta al disminuir el tamaño de grano, mientras que la de Pb es independiente del tamaño grano. La formación de carbonatos de Pb y arseniatos de Pb y As sobre las partículas de mármol indican que el mármol puede inmovilizar As y Pb cuando se presentan juntos en una misma disolución.

Proceso y dispositivo de ozonización para el tratamiento de aguas contaminadas con pesticidas y otros contaminantes orgánicos de origen agrícola

Proceso y dispositivo de ozonización para el tratamiento de aguas contaminadas con pesticidas y otros contaminantes orgánicos de origen agrícola en el que un volumen de agua se introduce en un reactor, haciéndose burbujear en el mismo una mezcla de aire y ozono a través del agua. En la fase acuosa se mantienen determinadas condiciones de pH y concentración de agua oxigenada de forma automatizada, generándose una concentración alta de especies radicales que producen la oxidación de los contaminantes. De esta forma se consigue la eliminación de los contaminantes originales y de los productos intermedios, llegándose a la mineralización total o reducción a moléculas orgánicas pequeñas muy oxidadas -ácido oxálico, ácido fórmico- de baja peligrosidad, que permite la reutilización o vertido posterior de las aguas.

Purificación de aire mediante oxidación fotocatalítica de gases contaminantes NOₓ: estudio de los fotocatalizadores TiO₂ y ZnO

Los óxidos de nitrógeno (NOx) son gases contaminantes que afectan al medio ambiente al ser responsables de la formación de smog fotoquímico, lluvia ácida, ozono troposférico, reducción de la capa de ozono, además de participar en el efecto invernadero en la forma de N2O. Adicionalmente, la exposición a estos gases provoca daños a la salud de los seres humanos. Una propuesta tecnológica para abordar esta problemática ambiental es su eliminación mediante un proceso fotooxidativo, lo cual requiere del empleo de óxidos semiconductores con alta actividad fotocatalítica. En el presente trabajo de investigación se valoró el alcance de la tecnología de fotocatálisis heterogénea para la purificación de aire por eliminación de gases tipo NOx. Para este propósito, en una primera parte del trabajo se construyó un reactor fotocatalítico de acuerdo a la norma internacional ISO 22197-1 con el fin de realizar las pruebas fotocatalíticas en condiciones estándar a las establecidas por la regulación internacional y dar así consistencia a los resultados obtenidos. La segunda parte del trabajo consistió en la síntesis y caracterización de los óxidos semiconductores TiO2 y ZnO por el método sol-gel para lo cual en cada caso se aplicó un diseño de experimentos con el fin de encontrar las condiciones experimentales que permitieran la obtención del mejor fotocatalizador de cada sistema en base a sus propiedades fisicoquímicas. La actividad fotocatalítica de las muestras de TiO2 y ZnO se determinó en la reacción de fotooxidación de óxido nítrico (NO) en aire bajo radiación UV. Los mejores fotocatalizadores fueron seleccionados para pruebas de desempeño variando las condiciones experimentales de la reacción fotocatalítica como el caudal volumétrico que entró al reactor, la irradiancia y la cantidad de humedad presente en el medio de reacción, evaluando además el efecto de diversas variables experimentales de la reacción fotocatalítica en sus respectivos valores. Asimismo, el seguimiento de los productos de reacción confirmó la presencia iones nitrato (NO3-) como producto mayoritario de la fotooxidación de NO, lo que dota al proceso de eliminación de NO de un carácter sustentable. En una tercera parte del trabajo se probó la actividad fotocatalítica del fotocatalizador TiO2 cuando fue incorporado en un prototipo de material de construcción. El desempeño fue probado bajo condiciones simuladas y reales de exposición a la intemperie. Los resultados obtenidos indicaron la potencial aplicación de los materiales para el desarrollo comercial de productos fotocatalíticos. En la parte final del trabajo se presentan resultados obtenidos con óxidos semiconductores alternos a los convencionales como Bi2Mo3O12 y TiO2/WO3 cuyo principal propósito fue el de desarrollar fotocatalizadores cuya activación fuera mediante absorción en la porción visible del espectro solar.

Padrões temporais e espaciais na detecção de resíduos e contaminantes na produção de aves e suínos no Brasil

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2016.

Zonas úmidas nas bacias dos rios Murucutu e Aurá para identificar áreas suscetíveis a contaminantes.

O objetivo neste trabalho foi identificar zonar úmidas nas bacias hidrográficas dos rios Murucutu e Aurá (BHMA) para identificar áreas suscetíveis a contaminantes. Técnicas de manipulação e análises de dados matriciais de Modelo Digital de Elevação (MDE) permitiram a delimitação de áreas úmidas em decorrência de enchente e/ou alagamento. Características físicas da bacia (declividade, uso e cobertura do solo e altimetria) foram usadas em álgebra de mapas em Sistema de Informação Geográfica (SIG). A partir de critérios de ponderação foram gerados novos planos de informação (PIs). Fez-se a reclassificação nos planos de informação gerados e atribui-se pesos para aplicação do método de Análise Hierárquica Ponderada (AHP). Os pressupostos metodológicos de geomática possibilitaram a delimitação de zonas com muito alta e alta umidade. Os resultados apontaram que cerca de 56% dessas bacias estão suscetíveis a contaminantes, principalmente pelo chorume que apresenta pode ser transportado pelo lixão do Aurá. Conclui-se que como mais da metade da BHMA possui zonas com muito alta e alta umidade, os efeitos decorrentes de contaminantes pode ser intensificado em eventos de chuvas extremas e marés altas. O ponto de conexão entre as duas bacias evidencia que o transporte de contaminantes pode ameaçar os mananciais de Bolonha e Água Preta que abastecem Belém e Ananindeua.

Aplicação de técnicas eletroquímicas na determinação do potencial de corrosividade de ligas de alumínio em água produzida

The resistance of aluminum and their alloys, to the corrosion phenomenon, in aqueous solutions, is a result of the oxide layer formed. However, the corrosion process in the aluminum alloy is associated with the presence a second phase of particles or the presence of chloride ions which promote the disruption of the oxide layer located producing the corrosion process. On the other hand, the term water produced is used to describe the water after the separation of the oil and gas in API separators. The volumes of produced water arrive around 5 more times to the volume of oil produced. The greatest feature of the water is the presence of numerous pollutants. Due to the increased volume of waste around the world in the current decade, the outcome and the effect of the discharge of produced water on the environment has recently become an important issue of environmental concern where numerous treatments are aimed at reducing these contaminants before disposal. Then, this study aims to investigate the electrochemical corrosion behavior of aluminum alloy 6060 in presence of water produced and the influence of organic components as well as chloride ions, by using the electrochemical techniques of linear polarization. The modification of the passive layer and the likely breakpoints were observed by atomic force microscopy (AFM). In the pit formation potential around -0.4 to -0.8 V/EAg/AgCl was observed that the diffusion of chloride ions occurs via the layer formed with the probable formation of pits. Whereas, at temperatures above 65 °C, it was observed that the range of potential for thepit formation was -0.4 to -0.5 V/EAg/AgCl. In all reactions, the concentration of Al(OH)3 in the form of a gel was observed

Produção e avaliação de materiais de referência para nutrientes e contaminantes inorgânicos em amostras agronômicas.

A intensa busca por confiabilidade de resultados torna cada vez mais importante o papel dos materiais de referência, principalmente em química analítica, pois fornecem referências metrológicas visando assegurar a rastreabilidade de medições e ainda são fundamentais para a validação de métodos analíticos. O aumento da demanda por novos materiais de referência é gradativo em todas as áreas do conhecimento, porém os setores agropecuários e de alimentos estão entre os mais carentes. No Brasil, essa demanda é atendida somente pela importação do material a custos elevados, sendo freqüente a inexistência de materiais adequados às necessidades do país. Nesse contexto, o presente trabalho visou à produção de material de referência para nutrientes e contaminantes inorgânicos em fosfato de rocha, matéria-prima utilizada para a fabricação de fertilizantes. O material foi produzido seguindo as seguintes etapas, estabelecidas internacionalmente pelas ISO GUIAS 30 a 35: preparo e envase do material, avaliação da homogeneidade, teste de estabilidade a curto e a longos períodos e na caracterização prévia, que consistiu na montagem do ensaio colaborativo, com a distribuição do material preparado a laboratórios que se dispuseram a colaborar com o projeto. Ainda foram realizados estudos voltados ao preparo da amostra visando a rapidez e redução de uso de reagentes. A avaliação da estimativa da massa mínima, da homogeneidade e da estabilidade do material foi realizada utilizando-se como técnica de determinação a espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Para a determinação de fósforo foi avaliado o emprego de espectrometria de emissão com plasma induzida por laser (LIBS). Os resultados foram submetidos à análise de variância de fator único (ANOVA) e a homogeneidade e a estabilidade do material apresentaram médias dentro do intervalo de confiança de 95%. Os resultados obtidos durante o preparo e através do ensaio colaborativo possibilitaram a caracterização química e o calculo das incertezas relativas a cada etapa do preparo do material, sendo elaborada a carta controle com os resultados do material de referência e as incertezas expandidas para cada um dos analitos em estudo. Parte do trabalho foi desenvolvido junto ao National Research Council Canada (NRCC) em Ottawa no Canadá, onde foi avaliada a aplicabilidade do sistema de combustão iniciada por radiação microondas no preparo de amostras de materiais de referência nacionais anteriormente preparados, fígado bovino (RM-Agro E3001a) e forrageira (RM-Agro E1001a), para a determinação de As, Cd, Cu e Pb por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS), sendo obtidos resultados que poderão ser aplicados em outros materiais orgânicos e inorgânicos.

A method to determine volatile contaminants in polyethylene terephthalate (PET) packages by HDC-GC-FID and its application to post-consumer materials

A simple and low cost method to determine volatile contaminants in post-consumer recycled PET flakes was developed and validated by Headspace Dynamic Concentration and Gas Chromatography-Flame Ionization Detection (HDC-GC-FID). The analytical parameters evaluated by using surrogates include: correlation coefficient, detection limit, quantification limit, accuracy, intra-assay precision, and inter-assay precision. In order to compare the efficiency of the proposed method to recognized automated techniques, post-consumer PET packaging samples collected in Brazil were used. GC-MS was used to confirm the identity of the substances identified in the PET packaging. Some of the identified contaminants were estimated in the post-consumer material at concentrations higher than 220 ng.g-1. The findings in this work corroborate data available in the scientific literature pointing out the suitability of the proposed analytical method.

O carste no plano de manejo do Parque Estadual Intervales e zona de amortecimento, Estado de São Paulo, Brasil

O Parque Estadual Intervales (PEI) e sua Zona de Amortecimento (ZA), inseridos nos vales dos rios Ribeira de Iguape e Paranapanema, situam-se em domínios de rochas carbonáticas proterozóicas de grande interesse para a mineração, onde se verifica a formação de carste com ocorrência expressiva de cavernas. A caracterização do carste no PEI e ZA para o plano de manejo foi baseada em estudos geológicos e geomorfológicos que permitiram definir o grau de vulnerabilidade à contaminação do aquífero cárstico. As regiões de maior vulnerabilidade do carste no PEI e ZA são aquelas que permitem a introdução direta de contaminantes no aquífero e se caracterizam pela presença de feições cársticas tais como cavernas e sumidouros. Para as regiões onde a recarga ocorre exclusivamente por infiltração difusa e o escoamento superficial converge para rios de superfície, foi associado grau de vulnerabilidade intermediário. Considerando essa análise, foram identificadas áreas com maior potencial para impactos e feitas recomendações para a gestão do parque e sua zona de amortecimento.

Dipeptide synthesis in biphasic medium: evaluating the use of commercial porcine pancreatic lipase preparations and the involvement of contaminant proteases

Dipeptide syntheses starting from Ac-L-Tyr-OEt or Z-L-X-OMe (X: Asp, Tyr, Phe, Arg, Lys or Thr) and glycine amide in biphasic reaction media were achieved using two commercially available porcine pancreatic lipase (PPL) preparations (crude (cPPL) and purified PPL (pPPL)). Under the mild conditions employed, α-chymotrypsin, a pancreatic protease that also presents esterase activity, catalyzed Ac-L-Tyr-Gly-NH2 synthesis with high productivity. Product hydrolysis also occurred in most of the syntheses studied. Polyacrylamide gel electrophoresis, enzymatic assays employing specific chromogenic substrates and size-exclusion chromatography revealed that cPPL and pPPL contain contaminant proteases and, therefore, exhibit esterase and amidase activities. Overall, these data indicate that those contaminants may be the main catalysts of peptide bond synthesis when Nα-blocked-L-amino acid esters and the commercial PPL preparations are used. On the other hand, such data do not contest the possibility of using such enzyme preparations as an inexpensive source of catalysts for dipeptide synthesis under soft conditions.

Hematological analysis of Micropogonias Furnieri, Desmarest, 1823, Scianidae, from two estuaries of Baixada Santista, São paulo Brazil

Hematological alterations in fish are considered a useful tool to evaluate pathological processes resulting from the exposure to environmental pollutants. The whitemouth croaker Micropogonias furnieri is a common species in estuarine areas and potentially exposed to many contaminants. In the present study, the hematological characteristics of fish collected at two sites in Baixada Santista (Santos Estuarine System - SES, a polluted site; and the Estuary of Itanhaém River - EIR, unpolluted site) del was analysed. The following blood descriptors were analyzed: number of Erythrocytes (Er), Hematocrit (Ht), Hemoglobin (Hb), Mean Corpuscular Volume (MCV) and Mean Corpuscular Hemoglobin concentration (MCHC). Fish from SES exhibited significant lower levels of Ht and increase on MCHC and Hb. Such differences are likely related to the different contamination levels found in these estuaries.