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Dissertações |
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RODRIGO ALMERIA RAGIO
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PÓS-TRATAMENTO DE EFLUENTE DE REATOR UASB: COMPARAÇÃO ENTRE OS SISTEMAS DE COAGULAÇÃO/FLOCULAÇÃO E MEMBRANAS E EFEITOS DA ADIÇÃO DE COAGULANTES A UM SISTEMA DE ULTRAFILTRAÇÃO
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Orientador : EDUARDO LUCAS SUBTIL
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Data: 23/02/2022
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O reator anaeróbio de fluxo ascendente de manta de lodo (UASB) é um importante marco de sustentabilidade no tratamento de efluentes, porém, usualmente requer pós-tratamento para atender padrões de emissão ou permitir produção de água de reúso. Coagulantes naturais tem grande potencial para tratar efluentes anaeróbios com menor impacto ambiental, enquanto a adoção de módulos externos com membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF) tem sido cada vez mais frequentes para o pós-tratamento desse efluente. Porém, a comparação técnica e econômica destas tecnologias não é realizada com frequência. Outra possibilidade é a pré-adição de coagulantes ao sistema de membranas, no entanto pesquisas avaliando este emprego para os coagulantes naturais são raras. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar e comparar sistemas de coagulação, floculação e sedimentação com coagulantes a base de tanino e de alumínio com sistemas de filtração por membranas com diferentes tamanhos de poro (MF e UF) para tratamento de efluente de reator UASB, além de se avaliar a adição de coagulantes num sistema de UF. Tanino modificado (TANm) e cloreto de polialumínio (PACl) comerciais, em dosagens de 10 a 500 mg/L de princípio ativo, foram usados em ensaios de jar test, onde o TANm afetou menos o pH, consumiu menos alcalinidade e produziu menos lodo comparado ao PACl, porém este atingiu maior remoção de turbidez (89-97%), DQO (70-72%) e fósforo (65-98%) na faixa de dosagem de 25 a 100 mg/L. Os ensaios de filtração foram feitos em célula teste simulando filtração tangencial, com excelente remoção de turbidez (96%) e matéria orgânica (69-72%) com ambas. Obteve-se maior fluxo de operação e menor resistência do fouling com MF, apesar de maior decaimento do fluxo. A avaliação econômica mostrou que os custos operacionais foram maiores para os sistemas de coagulação devido ao custo dos coagulantes e da disposição do lodo. Para o sistema de filtração por membranas com adição coagulantes, doses de 10, 25 e 40 mg/L de princípio ativo foram empregadas, com adição à célula teste após mistura rápida. Ensaios de fluxo crítico, filtrabilidade da amostra e reversibilidade do fouling foram feitos e indicaram aumento dos valores de fluxo crítico e redução do decaimento do fluxo e da resistência específica da camada de torta com uso de coagulantes, com maior produção de permeado, mas com aumento do fouling irreversível. Remoção de poluentes foi similar para os sistemas avaliados, exceto pela remoção adicional de turbidez, cor e compostos orgânicos que absorvem no UV (UV254) com coagulantes, além de remoção adicional de fósforo com PACl. A avaliação econômica indicou que os coagulantes são capazes de reduzir a área de membrana requerida para o tratamento, reduzindo custos com trocas de membrana e limpeza química, mas o custo dos coagulantes também é elevado. O sistema com pré-adição de 10 mg/L de TANm apresentou menor custo total e o tempo de retorno estimado para o investimento (payback simples) foi de 1,9 a 0,4 ano. Recomendam-se ensaios futuros em escalas maiores e avaliação de parâmetros pertinentes adicionais para produção de água de reúso.
Palavras-chave: tratamento de efluentes, coagulação/floculação, fouling, custo operacional
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O reator anaeróbio de fluxo ascendente de manta de lodo (UASB) é um importante marco de sustentabilidade no tratamento de efluentes, porém, usualmente requer pós-tratamento para atender padrões de emissão ou permitir produção de água de reúso. Coagulantes naturais tem grande potencial para tratar efluentes anaeróbios com menor impacto ambiental, enquanto a adoção de módulos externos com membranas de microfiltração (MF) e ultrafiltração (UF) tem sido cada vez mais frequentes para o pós-tratamento desse efluente. Porém, a comparação técnica e econômica destas tecnologias não é realizada com frequência. Outra possibilidade é a pré-adição de coagulantes ao sistema de membranas, no entanto pesquisas avaliando este emprego para os coagulantes naturais são raras. Nesse contexto, o objetivo deste trabalho foi investigar e comparar sistemas de coagulação, floculação e sedimentação com coagulantes a base de tanino e de alumínio com sistemas de filtração por membranas com diferentes tamanhos de poro (MF e UF) para tratamento de efluente de reator UASB, além de se avaliar a adição de coagulantes num sistema de UF. Tanino modificado (TANm) e cloreto de polialumínio (PACl) comerciais, em dosagens de 10 a 500 mg/L de princípio ativo, foram usados em ensaios de jar test, onde o TANm afetou menos o pH, consumiu menos alcalinidade e produziu menos lodo comparado ao PACl, porém este atingiu maior remoção de turbidez (89-97%), DQO (70-72%) e fósforo (65-98%) na faixa de dosagem de 25 a 100 mg/L. Os ensaios de filtração foram feitos em célula teste simulando filtração tangencial, com excelente remoção de turbidez (96%) e matéria orgânica (69-72%) com ambas. Obteve-se maior fluxo de operação e menor resistência do fouling com MF, apesar de maior decaimento do fluxo. A avaliação econômica mostrou que os custos operacionais foram maiores para os sistemas de coagulação devido ao custo dos coagulantes e da disposição do lodo. Para o sistema de filtração por membranas com adição coagulantes, doses de 10, 25 e 40 mg/L de princípio ativo foram empregadas, com adição à célula teste após mistura rápida. Ensaios de fluxo crítico, filtrabilidade da amostra e reversibilidade do fouling foram feitos e indicaram aumento dos valores de fluxo crítico e redução do decaimento do fluxo e da resistência específica da camada de torta com uso de coagulantes, com maior produção de permeado, mas com aumento do fouling irreversível. Remoção de poluentes foi similar para os sistemas avaliados, exceto pela remoção adicional de turbidez, cor e compostos orgânicos que absorvem no UV (UV254) com coagulantes, além de remoção adicional de fósforo com PACl. A avaliação econômica indicou que os coagulantes são capazes de reduzir a área de membrana requerida para o tratamento, reduzindo custos com trocas de membrana e limpeza química, mas o custo dos coagulantes também é elevado. O sistema com pré-adição de 10 mg/L de TANm apresentou menor custo total e o tempo de retorno estimado para o investimento (payback simples) foi de 1,9 a 0,4 ano. Recomendam-se ensaios futuros em escalas maiores e avaliação de parâmetros pertinentes adicionais para produção de água de reúso.
Palavras-chave: tratamento de efluentes, coagulação/floculação, fouling, custo operacional
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BIANCA NUNES CALADO
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Análise da contribuição brasileira para os relatórios do grupo de Trabalho II do Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC) com foco nos Impactos, adaptações e vulnerabilidades no Brasil.
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Orientador : MARIA CLEOFE VALVERDE BRAMBILA
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Data: 25/05/2022
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O Objetivo desse trabalho é analisar comparativamente os cinco relatórios de avaliação do IPCC, com foco no grupo de Trabalho II – impactos, adaptação e vulnerabilidade para o Brasil. Especificamente foi analisada e apresentada a evolução das pesquisas brasileiras publicadas nos relatórios, sua notoriedade e contribuição para evidenciar os riscos de impactos, as vulnerabilidades e as adaptações dos sistemas brasileiros para as seguintes componentes: Hidrologia e Recursos de Água Doce e Assentamentos Humanos. A pesquisa utilizou os métodos histórico e comparativo para apresentar os avanços das pesquisas brasileiras. Os resultados obtidos incluem as análises do primeiro (FAR), segundo (SAR) e terceiro (TAR) quarto (AR4) e quinto (AR5) relatório do IPCC. Para a componente Recurso Hídrico e Recurso de Água Doce, enquanto no FAR o ênfase era para o desmatamento na Amazônia e como isso influenciaria no ciclo hidrológico e a intensidade de chuvas nesta região, no TAR foram evidenciadas nas pesquisas a influência do El Niño e La Niña e o aquecimento global no comportamento hidrológico a fim de contextualizar futuras mudanças para o comportamento da vazão sazonal, em toda a Amazônia, e as secas no nordeste. Para o AR4 e AR5, um número mais robusto de pesquisas foi evidenciado, devido a um aprimoramento dos modelos climáticos. No AR4 as pesquisas evidenciaram que nos últimos 50 anos os desmatamentos relevantes na Amazônia brasileira e as queimadas agravaram a desertificação da região, assim como o estresse hídrico local. Por outro lado, os extremos na região Sul e Sudeste do Brasil aumentaram, gerando mais chuvas intensas e inundações após secas prolongadas com impactos na saúde das populações. No AR5 as pesquisas enfatizaram o aumento dos eventos extremos de precipitação pesada, chuvas acima de 50 mm aumentaram em cinco vezes no período de 2000 a 2010 em São Paulo, desde a década de 2000, gerando mais impactos na saúde e na agricultura, destacando a alta vulnerabilidade das megacidades brasileiras. Na Amazônia o atraso da estação chuvosa gerou impactos nos recursos hídricos. Para a componente Assentamento Humano, as pesquisas brasileiras ao longo dos três relatórios evoluem até o TAR para uma análise socioeconômica e de risco, onde as estruturas urbanas ganham maiores análises devido a sua vulnerabilidade e suscetibilidade às mudanças climáticas. É incluído, o estudo da saúde humana quanto aos problemas de poluição, transmissão por vetores, possíveis problemas enfrentados por favelas devido à superlotação, e a atenção maior é dada para as cidades, tendo como exemplo o Rio de Janeiro. O conceito de “cidades sustentáveis” tendo como exemplo Curitiba-PR (Brasil) é sugerido como condições existentes de resposta adaptativa quanto ao enfrentamento de impactos das mudanças climáticas. No AR4 e AR5 e com um leque muito maior de pesquisas os centros urbanos ganham destaque, e os efeitos combinados dos impactos das mudanças climáticas nas cidades brasileiras representam desafios cada vez maiores para a gestão de risco. Com isso, doenças endêmicas ressurgiram por serem sensíveis a um clima em mudança. Conclui-se que as pesquisas não somente contribuíram com o conhecimento internacional dos impactos nos sistemas hídricos e de assentamentos humanos no Brasil, mas também permitiu que um leque muito maior de ramificações de pesquisas fossem realizadas no país e que o conhecimento adquirido pudesse auxiliar para o desenvolvimento de respostas governamentais para a adaptação às mudanças climáticas ao longo do século XXI
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O Objetivo desse trabalho é analisar comparativamente os cinco relatórios de avaliação do IPCC, com foco no grupo de Trabalho II – impactos, adaptação e vulnerabilidade para o Brasil. Especificamente foi analisada e apresentada a evolução das pesquisas brasileiras publicadas nos relatórios, sua notoriedade e contribuição para evidenciar os riscos de impactos, as vulnerabilidades e as adaptações dos sistemas brasileiros para as seguintes componentes: Hidrologia e Recursos de Água Doce e Assentamentos Humanos. A pesquisa utilizou os métodos histórico e comparativo para apresentar os avanços das pesquisas brasileiras. Os resultados obtidos incluem as análises do primeiro (FAR), segundo (SAR) e terceiro (TAR) quarto (AR4) e quinto (AR5) relatório do IPCC. Para a componente Recurso Hídrico e Recurso de Água Doce, enquanto no FAR o ênfase era para o desmatamento na Amazônia e como isso influenciaria no ciclo hidrológico e a intensidade de chuvas nesta região, no TAR foram evidenciadas nas pesquisas a influência do El Niño e La Niña e o aquecimento global no comportamento hidrológico a fim de contextualizar futuras mudanças para o comportamento da vazão sazonal, em toda a Amazônia, e as secas no nordeste. Para o AR4 e AR5, um número mais robusto de pesquisas foi evidenciado, devido a um aprimoramento dos modelos climáticos. No AR4 as pesquisas evidenciaram que nos últimos 50 anos os desmatamentos relevantes na Amazônia brasileira e as queimadas agravaram a desertificação da região, assim como o estresse hídrico local. Por outro lado, os extremos na região Sul e Sudeste do Brasil aumentaram, gerando mais chuvas intensas e inundações após secas prolongadas com impactos na saúde das populações. No AR5 as pesquisas enfatizaram o aumento dos eventos extremos de precipitação pesada, chuvas acima de 50 mm aumentaram em cinco vezes no período de 2000 a 2010 em São Paulo, desde a década de 2000, gerando mais impactos na saúde e na agricultura, destacando a alta vulnerabilidade das megacidades brasileiras. Na Amazônia o atraso da estação chuvosa gerou impactos nos recursos hídricos. Para a componente Assentamento Humano, as pesquisas brasileiras ao longo dos três relatórios evoluem até o TAR para uma análise socioeconômica e de risco, onde as estruturas urbanas ganham maiores análises devido a sua vulnerabilidade e suscetibilidade às mudanças climáticas. É incluído, o estudo da saúde humana quanto aos problemas de poluição, transmissão por vetores, possíveis problemas enfrentados por favelas devido à superlotação, e a atenção maior é dada para as cidades, tendo como exemplo o Rio de Janeiro. O conceito de “cidades sustentáveis” tendo como exemplo Curitiba-PR (Brasil) é sugerido como condições existentes de resposta adaptativa quanto ao enfrentamento de impactos das mudanças climáticas. No AR4 e AR5 e com um leque muito maior de pesquisas os centros urbanos ganham destaque, e os efeitos combinados dos impactos das mudanças climáticas nas cidades brasileiras representam desafios cada vez maiores para a gestão de risco. Com isso, doenças endêmicas ressurgiram por serem sensíveis a um clima em mudança. Conclui-se que as pesquisas não somente contribuíram com o conhecimento internacional dos impactos nos sistemas hídricos e de assentamentos humanos no Brasil, mas também permitiu que um leque muito maior de ramificações de pesquisas fossem realizadas no país e que o conhecimento adquirido pudesse auxiliar para o desenvolvimento de respostas governamentais para a adaptação às mudanças climáticas ao longo do século XXI
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THIAGO MAURICIO ANDRADE
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Efeito do tempo de detenção hidráulico e dos ciclos de aeração intermitente no estabelecimento do processo de nitritação para o tratamento de águas residuárias com baixas concentrações de nitrogênio
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Orientador : RODRIGO DE FREITAS BUENO
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Data: 02/09/2022
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A desamonificação é a combinação dos processos de nitritação parcial e anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation), sendo a primeira usualmente etapa limitante. Devido às suas vantagens ambientais e econômicas, especialmente em termos de eficiência energética e menor geração de resíduos, quando comparada aos processos de nitrificação e desnitrificação heterotrófica, esta tecnologia desperta a atenção do setor de saneamento ambiental para o atendimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS). Para o estabelecimento da nitritação é preciso que as bactérias oxidadoras de amônia (BOA) sejam favorecidas, enquanto que as bactérias oxidadoras de nitrito (BON) suprimidas. Porém conseguir tal feito é extremamente difícil, sobretudo em efluentes pouco concentrados como esgotos sanitários. Neste contexto, o presente trabalho objetivou estudar os efeitos do emprego de diferentes estratégias operacionais na estabilização do processo de nitritação durante o tratamento de águas residuárias com baixas concentrações de nitrogênio amoniacal. Para tanto, estão sendo operados, em paralelo e sob as mesmas condições operacionais, dois reatores em fluxo continuo: reator com biomassa imobilizada em espuma de poliuretano (R1); e reator com biomassa imobilizada em biomídia modelo PZE 665 fabricada em Polietileno de Alta Densidade (R2). A aeração está sendo desenvolvida de maneira intermitente e aplicada com auxílio de compressores de ar e difusores de pedra porosa. A operação do sistema foi dividida em duas etapas: na etapa 1, a alimentação está sendo realizada com água residuária sintética inorgânica, com características semelhantes a esgoto sanitário; e na etapa 2, a alimentação será realizada com esgoto sanitário bruto. Após 14 dias da partida, foi possível evidenciar o início da atividade microbiana a partir da oscilação nos valores de OD (oxigênio dissolvido) e redução dos valores de amônia efluente. Com o passar dos dias de operação, ambos reatores têm apresentado ganhos de performance em termos de remoção de N-NH4+, com eficiências indo de 80 ± 19% para 93 ± 15%, e de 74 ± 14% para 81 ± 13%, respectivamente para os reatores R1 e R2 nas fases I e II. O consumo médio de alcalinidade por NH4+ oxidado se aproxima dos valores teóricos existentes para a nitrificação/nitritação em todas as condições estudadas. Dito isto, sugere-se os sistemas foram capazes de estabelecer a nitrificação, seja ela parcial ou completa, ainda que talvez de maneira instável.
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A desamonificação é a combinação dos processos de nitritação parcial e anammox (Anaerobic Ammonium Oxidation), sendo a primeira usualmente etapa limitante. Devido às suas vantagens ambientais e econômicas, especialmente em termos de eficiência energética e menor geração de resíduos, quando comparada aos processos de nitrificação e desnitrificação heterotrófica, esta tecnologia desperta a atenção do setor de saneamento ambiental para o atendimento dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS). Para o estabelecimento da nitritação é preciso que as bactérias oxidadoras de amônia (BOA) sejam favorecidas, enquanto que as bactérias oxidadoras de nitrito (BON) suprimidas. Porém conseguir tal feito é extremamente difícil, sobretudo em efluentes pouco concentrados como esgotos sanitários. Neste contexto, o presente trabalho objetivou estudar os efeitos do emprego de diferentes estratégias operacionais na estabilização do processo de nitritação durante o tratamento de águas residuárias com baixas concentrações de nitrogênio amoniacal. Para tanto, estão sendo operados, em paralelo e sob as mesmas condições operacionais, dois reatores em fluxo continuo: reator com biomassa imobilizada em espuma de poliuretano (R1); e reator com biomassa imobilizada em biomídia modelo PZE 665 fabricada em Polietileno de Alta Densidade (R2). A aeração está sendo desenvolvida de maneira intermitente e aplicada com auxílio de compressores de ar e difusores de pedra porosa. A operação do sistema foi dividida em duas etapas: na etapa 1, a alimentação está sendo realizada com água residuária sintética inorgânica, com características semelhantes a esgoto sanitário; e na etapa 2, a alimentação será realizada com esgoto sanitário bruto. Após 14 dias da partida, foi possível evidenciar o início da atividade microbiana a partir da oscilação nos valores de OD (oxigênio dissolvido) e redução dos valores de amônia efluente. Com o passar dos dias de operação, ambos reatores têm apresentado ganhos de performance em termos de remoção de N-NH4+, com eficiências indo de 80 ± 19% para 93 ± 15%, e de 74 ± 14% para 81 ± 13%, respectivamente para os reatores R1 e R2 nas fases I e II. O consumo médio de alcalinidade por NH4+ oxidado se aproxima dos valores teóricos existentes para a nitrificação/nitritação em todas as condições estudadas. Dito isto, sugere-se os sistemas foram capazes de estabelecer a nitrificação, seja ela parcial ou completa, ainda que talvez de maneira instável.
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GUSTAVO LOPES URBANI
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Valoração econômica de danos por inundações por meio de modelagem hidráulico-hidrológica e elaboração de curvas de prejuízo – estudo de caso da bacia hidrográfica do Córrego Ipiranga – São Paulo - SP
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Orientador : MARIA CLEOFE VALVERDE BRAMBILA
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Data: 07/10/2022
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A estimação do prejuízo causado por inundações é essencial para subsidiar as decisões nas grandes metrópoles, fornecendo a base para a análise de custo-benefício de medidas de intervenção para o controle das inundações. Este trabalho tem como objetivo a elaboração de curvas de dano causado por inundações para a bacia do Córrego Ipiranga, função esta que relaciona o prejuízo causado por uma inundação com o seu nível de submersão. Para isso, foi realizada a caracterização morfométrica e hidroclimatológica da bacia de estudo e a modelagem hidrológica para chuvas de Tempo de Retorno (TR) 10, 25 e 100, cujo parâmetros Curve Number, LagTime e K Muskingum foram calibrados com base em 11 eventos observados, essa etapa gerou vazões de projeto calibradas que foram utilizadas na modelagem hidráulica para geração de manchas de inundação de TR 10, 25 e 100 para a região de estudo. Com estas manchas foi possível delimitar, via Sistemas de Informações Georreferenciadas (SIG), os imóveis atingidos pela inundação para diferentes probabilidades. As chuvas calibradas na etapa de modelagem hidrológica apresentaram, em média, uma vazão de pico 16%, maiores do que os valores obtidos antes da calibração. As manchas de inundação simuladas possuem área de 1,79km² para TR 10, 1,98km² para TR 25 e 2,21km² para TR 100 e nessa ordem atingem cerca de 3019, 3423 e 3854 imóveis na região para os TR’s de estudo. Os setores atingidos pela inundação na bacia convergem em sua maioria com ocorrências de inundação já mapeadas na bacia por outros autores e as manchas de inundação estimadas se mostram utilizáveis para ações de planejamento na região. A função de dano-profundidade definida para a bacia do Córrego do Ipiranga, referente as estruturas e conteúdo dos imóveis, encontrou o prejuízo de R$ 17,93 milhões para TR 10, R$ 20,60 milhões para TR 25 e R$ 23,68 milhões para TR 100. Os resultados obtidos ressaltam a importância do investimento em medidas de prevenção a inundações e demonstram a importância de calibrar modelos com dados observados, pois a variação dos resultados obtidos a partir de estimativas iniciais pode ser significativa, como neste caso.
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A estimação do prejuízo causado por inundações é essencial para subsidiar as decisões nas grandes metrópoles, fornecendo a base para a análise de custo-benefício de medidas de intervenção para o controle das inundações. Este trabalho tem como objetivo a elaboração de curvas de dano causado por inundações para a bacia do Córrego Ipiranga, função esta que relaciona o prejuízo causado por uma inundação com o seu nível de submersão. Para isso, foi realizada a caracterização morfométrica e hidroclimatológica da bacia de estudo e a modelagem hidrológica para chuvas de Tempo de Retorno (TR) 10, 25 e 100, cujo parâmetros Curve Number, LagTime e K Muskingum foram calibrados com base em 11 eventos observados, essa etapa gerou vazões de projeto calibradas que foram utilizadas na modelagem hidráulica para geração de manchas de inundação de TR 10, 25 e 100 para a região de estudo. Com estas manchas foi possível delimitar, via Sistemas de Informações Georreferenciadas (SIG), os imóveis atingidos pela inundação para diferentes probabilidades. As chuvas calibradas na etapa de modelagem hidrológica apresentaram, em média, uma vazão de pico 16%, maiores do que os valores obtidos antes da calibração. As manchas de inundação simuladas possuem área de 1,79km² para TR 10, 1,98km² para TR 25 e 2,21km² para TR 100 e nessa ordem atingem cerca de 3019, 3423 e 3854 imóveis na região para os TR’s de estudo. Os setores atingidos pela inundação na bacia convergem em sua maioria com ocorrências de inundação já mapeadas na bacia por outros autores e as manchas de inundação estimadas se mostram utilizáveis para ações de planejamento na região. A função de dano-profundidade definida para a bacia do Córrego do Ipiranga, referente as estruturas e conteúdo dos imóveis, encontrou o prejuízo de R$ 17,93 milhões para TR 10, R$ 20,60 milhões para TR 25 e R$ 23,68 milhões para TR 100. Os resultados obtidos ressaltam a importância do investimento em medidas de prevenção a inundações e demonstram a importância de calibrar modelos com dados observados, pois a variação dos resultados obtidos a partir de estimativas iniciais pode ser significativa, como neste caso.
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ALESSANDRA BORGES OKAMOTO
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Determinação de cantaxantina e astaxantina em efluente de tratamento de fazendas de criação de salmonídeos
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Orientador : ELIZABETE CAMPOS DE LIMA
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Data: 21/10/2022
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Os carotenoides cantaxantina (CTX) e astaxantina (ATX) são utilizados para a pigmentação dos salmonídeos, pois os salmonídeos criados em cativeiro não possuem a mesma coloração dos animais selvagens. Os animais em seu habitat natural têm fontes de cantaxantina e astaxantina naturais, enquanto que salmonídeos criados em cativeiro necessitam de suplementação em sua alimentação. Esta suplementação é feita utilizando-se carotenoides produzidos artificialmente que são extraídos por solventes orgânicos, podendo assim haver resíduos nos pigmentos utilizados para a alimentação destes peixes. Já foram efetuados vários testes de toxidade destes pigmentos em animais, porém não existe nenhum estudo relacionado ao quanto estes pigmentos afetam o meio ambiente. Este estudo teve como objetivo determinar CTX e ATX em efluentes de fazendas de criação de salmonídeos utilizando extração em fase sólida com polímeros de impressão molecular (MISPE) via cromatografia liquida de alto desempenho (HPLC) apos as condições otimizadas do método o mesmo foi validado utilizando o protocolo ICH e as figuras de mérito de repetibilidade; assim como de reprodutibilidade, analisadas via o software de aquisição de dados do sistema Agilent 1220 resultaram em uma %CV menor que 3% para a faixa de concentração de 1,25 a 50 mg L-1. Foram sintetizados fases MISPE via bulk. Os extratos MISPE foram analisados via HPLC utilizando coluna C18 Promosil (5 µm, 100 Å, 4.6 X 150 mm), temperatura de 50°C, fluxo de 1 mL min-1, volume de injeção de 10 µLe detecção em 474nm. Fases MISPE utilizando CTX como molécula molde CTX e ATX (MM), e iniciador radicalar (IAR) 2,2 azobisisobutironitrila , acido acrílico como monômero funcional (MF), EGDMA (etlenoglicol dimetacrilato) como agente de ligação entrecruzada (RR) na proporção 1:2:2:1 gerou recuperação (%R) para CTX de 0,07 ± 0,1 % da cantaxantina e 15,9 ± 2 % de ATX. Foram realizadas sínteses de vários outros polímeros que não geraram resultados satisfatórios. Utilizando cartuchos comerciais de extração em fase sólida C18 os resultados de recuperação para ATX e CTX alcançam a faixa de 50%. Na próxima etapa da pesquisa a fase comercial C18 será utilizada para a determinação de CTX e ATX em amostras de efluentes do criadouro de carpas e trutas salmonadas do Horto Florestal de Campos de Jordão.
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Os carotenoides cantaxantina (CTX) e astaxantina (ATX) são utilizados para a pigmentação dos salmonídeos, pois os salmonídeos criados em cativeiro não possuem a mesma coloração dos animais selvagens. Os animais em seu habitat natural têm fontes de cantaxantina e astaxantina naturais, enquanto que salmonídeos criados em cativeiro necessitam de suplementação em sua alimentação. Esta suplementação é feita utilizando-se carotenoides produzidos artificialmente que são extraídos por solventes orgânicos, podendo assim haver resíduos nos pigmentos utilizados para a alimentação destes peixes. Já foram efetuados vários testes de toxidade destes pigmentos em animais, porém não existe nenhum estudo relacionado ao quanto estes pigmentos afetam o meio ambiente. Este estudo teve como objetivo determinar CTX e ATX em efluentes de fazendas de criação de salmonídeos utilizando extração em fase sólida com polímeros de impressão molecular (MISPE) via cromatografia liquida de alto desempenho (HPLC) apos as condições otimizadas do método o mesmo foi validado utilizando o protocolo ICH e as figuras de mérito de repetibilidade; assim como de reprodutibilidade, analisadas via o software de aquisição de dados do sistema Agilent 1220 resultaram em uma %CV menor que 3% para a faixa de concentração de 1,25 a 50 mg L-1. Foram sintetizados fases MISPE via bulk. Os extratos MISPE foram analisados via HPLC utilizando coluna C18 Promosil (5 µm, 100 Å, 4.6 X 150 mm), temperatura de 50°C, fluxo de 1 mL min-1, volume de injeção de 10 µLe detecção em 474nm. Fases MISPE utilizando CTX como molécula molde CTX e ATX (MM), e iniciador radicalar (IAR) 2,2 azobisisobutironitrila , acido acrílico como monômero funcional (MF), EGDMA (etlenoglicol dimetacrilato) como agente de ligação entrecruzada (RR) na proporção 1:2:2:1 gerou recuperação (%R) para CTX de 0,07 ± 0,1 % da cantaxantina e 15,9 ± 2 % de ATX. Foram realizadas sínteses de vários outros polímeros que não geraram resultados satisfatórios. Utilizando cartuchos comerciais de extração em fase sólida C18 os resultados de recuperação para ATX e CTX alcançam a faixa de 50%. Na próxima etapa da pesquisa a fase comercial C18 será utilizada para a determinação de CTX e ATX em amostras de efluentes do criadouro de carpas e trutas salmonadas do Horto Florestal de Campos de Jordão.
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MIRIELI DOS SANTOS
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EFICIÊNCIA DA BIORREMEDIAÇÃO POR DIFERENTES ESPÉCIES DE FUNGOS NA DEGRADAÇÃO DE COMPOSTOS NITROAROMÁTICOS NA REGIÃO DO GRANDE ABC
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Orientador : ELIZABETE CAMPOS DE LIMA
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Data: 27/10/2022
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Os fungos do gênero Trametes são basidiomicetos que se destacam na degradação de poluentes recalcitrantes presentes no meio ambiente, como por exemplo, os compostos nitroaromáticos, que são poluentes prioritários provenientes da indústria de explosivos, os quais o 2,4,6 – trinitrotolueno (TNT). O objetivo desse estudo consistiu em estudar a capacidade dos fungos Trametes versicolor e Trametes villosa em degradar o TNT. O potencial impactante deste poluente foi avaliado com base em antecedentes bibliográficos relevantes e por meio de experimentos em diferentes condições de cultivo. Os experimentos de tratabilidade fúngica foram baseados na condução de um procedimento desenhado de experimentos realizado em meio sólido – Ágar Extrato de Malte (MEA) e meio líquido enriquecido (ME). Onde o crescimento foi monitorado em função da temperatura para cada espécie, sendo que T. versicolor se mostrou com melhor crescimento em 30 oC enquanto T. villosa em 28 oC. Dentre os fatores mais favoráveis estatisticamente, destacaram-se as concentrações do padrão de TNT (1000 mgL -1 ), a espécie T. villosa e os componentes do ME. Essas condições foram consideradas como base experimental para o tratamento fúngico do TNT por um período de 7 e 14 dias inicialmente e por fim 21 dias. Os resultados obtidos indicaram que tanto T. versicolor quanto T. villosa nas condições de estudo não foram capazes de converter e degradar o TNT de forma esperada, em tempos da ordem de 7, 14 e 21 dias. O conjunto de resultados mostrou maior potencialidade de T. villosa, sendo essa uma espécie com menos estudos que T. versicolor que já é bastante recomendada na literatura com capacidade significativa para remediação de ambientes contaminados assim como a degradação de compostos químicos de relevância ambiental como os compostos nitroaromáticos. Sendo a degradação ambiental um problema cada vez mais recorrente, fica evidente a necessidade da busca por alternativas que preservem o meio ambiente; nesse estudo mostramos que os fungos são ótimos candidatos para essa questão quando levamos em consideração o substrato utilizado na fase experimental juntamente com o tipo de contaminante.
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Os fungos do gênero Trametes são basidiomicetos que se destacam na degradação de poluentes recalcitrantes presentes no meio ambiente, como por exemplo, os compostos nitroaromáticos, que são poluentes prioritários provenientes da indústria de explosivos, os quais o 2,4,6 – trinitrotolueno (TNT). O objetivo desse estudo consistiu em estudar a capacidade dos fungos Trametes versicolor e Trametes villosa em degradar o TNT. O potencial impactante deste poluente foi avaliado com base em antecedentes bibliográficos relevantes e por meio de experimentos em diferentes condições de cultivo. Os experimentos de tratabilidade fúngica foram baseados na condução de um procedimento desenhado de experimentos realizado em meio sólido – Ágar Extrato de Malte (MEA) e meio líquido enriquecido (ME). Onde o crescimento foi monitorado em função da temperatura para cada espécie, sendo que T. versicolor se mostrou com melhor crescimento em 30 oC enquanto T. villosa em 28 oC. Dentre os fatores mais favoráveis estatisticamente, destacaram-se as concentrações do padrão de TNT (1000 mgL -1 ), a espécie T. villosa e os componentes do ME. Essas condições foram consideradas como base experimental para o tratamento fúngico do TNT por um período de 7 e 14 dias inicialmente e por fim 21 dias. Os resultados obtidos indicaram que tanto T. versicolor quanto T. villosa nas condições de estudo não foram capazes de converter e degradar o TNT de forma esperada, em tempos da ordem de 7, 14 e 21 dias. O conjunto de resultados mostrou maior potencialidade de T. villosa, sendo essa uma espécie com menos estudos que T. versicolor que já é bastante recomendada na literatura com capacidade significativa para remediação de ambientes contaminados assim como a degradação de compostos químicos de relevância ambiental como os compostos nitroaromáticos. Sendo a degradação ambiental um problema cada vez mais recorrente, fica evidente a necessidade da busca por alternativas que preservem o meio ambiente; nesse estudo mostramos que os fungos são ótimos candidatos para essa questão quando levamos em consideração o substrato utilizado na fase experimental juntamente com o tipo de contaminante.
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EMILIA MORI SARTI FERNANDES
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Presença, abundância e tipos
de microplásticos no solo
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Orientador : DERVAL DOS SANTOS ROSA
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Data: 25/11/2022
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Em estudos sobre microplásticos, é comum investigá-los em ambientes aquáticos, avaliando os impactos ambientais deles decorrentes. Entretanto, apesar dos avanços sobre o tema, há poucas informações a respeito deste tipo de contaminação no compartimento ambiental solo, devido à complexidade e heterogeneidade da matriz ambiental. Assim, o escopo desse trabalho foi realizar um estudo em três parques da cidade de Santo André (SP) e compará-los com o aterro da cidade, buscando determinar a presença, abundância e tipos de plásticos e microplásticos nestes ambientes terrestres, explorando a correlação das semelhanças e diferenças dos fragmentos encontrados. Foi realizada a coleta de amostras do solo em sua superfície e a 20 cm de profundidade de cada local amostrado; a separação dos resíduos plásticos foi realizada dissolvendo a matriz orgânica ambiental em solução aquosa, por um processo de oxidação. Em seguida, as amostras de macro e microplásticos foram submetidas a identificação por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de FTIR revelaram que os tipos de plástico mais abundantemente encontrados nos parques foram polipropileno, poli(tereftalato de etileno) e polietileno, nos locais e sob os perfis de profundidade selecionados. Pela análise da abundância foi possível detectar a presença de microplásticos (MPs) na proporção de 1,4 e 2,4 fragmentos de microplásticos para cada kg de solo coletado, para o parque Celso Daniel e aterro, respectivamente. Esses resultados demonstram que o aterro, assim como o parque apresentam elevadas quantidades de MPs no solo, o que é considerado um sério problema ambiental, com alto risco de toxicidade para a saúde dos seres vivos. Além disso, observa-se, de maneira geral, que um maior número de microplásticos foi encontrado quando as amostras de solos foram retiradas à profundidade de 20 cm. Os resultados desse estudo também permitem afirmar que no Parque há uma maior abundância de MPs na superfície e a 20 cm de profundidade do solo, por conta do maior fluxo de frequentadores do Parque. Foi observado que, nos locais com menor assiduidade de visitantes, a vegetação encontra-se mais preservada e, no local com menor frequência de limpeza observa-se, de forma parcial, descarte incorreto de macro e microplásticos, com maior intensidade de degradação desses resíduos.
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Em estudos sobre microplásticos, é comum investigá-los em ambientes aquáticos, avaliando os impactos ambientais deles decorrentes. Entretanto, apesar dos avanços sobre o tema, há poucas informações a respeito deste tipo de contaminação no compartimento ambiental solo, devido à complexidade e heterogeneidade da matriz ambiental. Assim, o escopo desse trabalho foi realizar um estudo em três parques da cidade de Santo André (SP) e compará-los com o aterro da cidade, buscando determinar a presença, abundância e tipos de plásticos e microplásticos nestes ambientes terrestres, explorando a correlação das semelhanças e diferenças dos fragmentos encontrados. Foi realizada a coleta de amostras do solo em sua superfície e a 20 cm de profundidade de cada local amostrado; a separação dos resíduos plásticos foi realizada dissolvendo a matriz orgânica ambiental em solução aquosa, por um processo de oxidação. Em seguida, as amostras de macro e microplásticos foram submetidas a identificação por espectroscopia na região do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados de FTIR revelaram que os tipos de plástico mais abundantemente encontrados nos parques foram polipropileno, poli(tereftalato de etileno) e polietileno, nos locais e sob os perfis de profundidade selecionados. Pela análise da abundância foi possível detectar a presença de microplásticos (MPs) na proporção de 1,4 e 2,4 fragmentos de microplásticos para cada kg de solo coletado, para o parque Celso Daniel e aterro, respectivamente. Esses resultados demonstram que o aterro, assim como o parque apresentam elevadas quantidades de MPs no solo, o que é considerado um sério problema ambiental, com alto risco de toxicidade para a saúde dos seres vivos. Além disso, observa-se, de maneira geral, que um maior número de microplásticos foi encontrado quando as amostras de solos foram retiradas à profundidade de 20 cm. Os resultados desse estudo também permitem afirmar que no Parque há uma maior abundância de MPs na superfície e a 20 cm de profundidade do solo, por conta do maior fluxo de frequentadores do Parque. Foi observado que, nos locais com menor assiduidade de visitantes, a vegetação encontra-se mais preservada e, no local com menor frequência de limpeza observa-se, de forma parcial, descarte incorreto de macro e microplásticos, com maior intensidade de degradação desses resíduos.
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ANA CAROLINA MEDEIROS DE CAMARGO
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Análise espacial do potencial impacto de áreas contaminadas sobre cursos d’água, poços e aquíferos na bacia do Alto Tietê
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Orientador : VITOR VIEIRA VASCONCELOS
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Data: 02/12/2022
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Este trabalho se propôs a identificar e avaliar o grau de risco, vulnerabilidade e contaminação dos cursos d’água, poços e aquíferos localizados na Bacia Alto Tietê, que possui a maior concentração de áreas contaminadas do Brasil. Para isso, foi elaborada uma metodologia de análise de Vulnerabilidade de Aquíferos através do método AVI (Aquifer Vulnerability Index); delimitação de perímetros de segurança e identificação de poços em risco, assim como o acúmulo de contaminação na hidrografia; e elaboração de um Índice Integrado de Risco, unificando informações de vulnerabilidade, ameaça e exposição. Através dos resultados foi possível identificar que o Aquífero São Paulo possui um menor índice de vulnerabilidade comparado ao Pré-Cambriano, principalmente devido à espessura de sua camada não saturada. Utilizando os parâmetros descritos pelas legislações vigentes, foram concluídas a existência de 7.958 poços em risco em toda a extensão da bacia (77,15% do total). Também foi possível notar que os rios com maior acúmulo de contaminação são os Tietê, Tamanduateí e Pinheiros, que estão em áreas com alta concentração de áreas contaminadas e recebem o deságue de outros corpos hídricos que também estão em risco de contaminação. Os municípios mais vulneráveis, tanto socialmente quanto em relação aos aquíferos, estão localizados nas periferias da bacia e necessitam de um monitoramento mais próximo quanto às áreas contaminadas. Já os municípios nas regiões identificadas com maior índice integrado de risco, como Diadema, Guarulhos, Mauá, Osasco, Santo André, São Paulo e Taboão da Serra, coincidiram com os que também necessitam de delimitação de perímetros de segurança em seus poços, que se deve devido à grande concentração de áreas contaminadas na região. Dessa forma, foi possível identificar a vulnerabilidade, exposição, ameaça e índices de risco para a Bacia Alto Tietê, e espera-se que com os resultados alcançados, a pesquisa sirva como base para informar à sociedade e aos órgãos públicos sobre a vulnerabilidade e riscos da região, que podem ser prevenidos e mitigados com ações adequadas.
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Este trabalho se propôs a identificar e avaliar o grau de risco, vulnerabilidade e contaminação dos cursos d’água, poços e aquíferos localizados na Bacia Alto Tietê, que possui a maior concentração de áreas contaminadas do Brasil. Para isso, foi elaborada uma metodologia de análise de Vulnerabilidade de Aquíferos através do método AVI (Aquifer Vulnerability Index); delimitação de perímetros de segurança e identificação de poços em risco, assim como o acúmulo de contaminação na hidrografia; e elaboração de um Índice Integrado de Risco, unificando informações de vulnerabilidade, ameaça e exposição. Através dos resultados foi possível identificar que o Aquífero São Paulo possui um menor índice de vulnerabilidade comparado ao Pré-Cambriano, principalmente devido à espessura de sua camada não saturada. Utilizando os parâmetros descritos pelas legislações vigentes, foram concluídas a existência de 7.958 poços em risco em toda a extensão da bacia (77,15% do total). Também foi possível notar que os rios com maior acúmulo de contaminação são os Tietê, Tamanduateí e Pinheiros, que estão em áreas com alta concentração de áreas contaminadas e recebem o deságue de outros corpos hídricos que também estão em risco de contaminação. Os municípios mais vulneráveis, tanto socialmente quanto em relação aos aquíferos, estão localizados nas periferias da bacia e necessitam de um monitoramento mais próximo quanto às áreas contaminadas. Já os municípios nas regiões identificadas com maior índice integrado de risco, como Diadema, Guarulhos, Mauá, Osasco, Santo André, São Paulo e Taboão da Serra, coincidiram com os que também necessitam de delimitação de perímetros de segurança em seus poços, que se deve devido à grande concentração de áreas contaminadas na região. Dessa forma, foi possível identificar a vulnerabilidade, exposição, ameaça e índices de risco para a Bacia Alto Tietê, e espera-se que com os resultados alcançados, a pesquisa sirva como base para informar à sociedade e aos órgãos públicos sobre a vulnerabilidade e riscos da região, que podem ser prevenidos e mitigados com ações adequadas.
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AMANDA RODRIGUES DE SOUZA
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ÍNDICES DE PRECIPITAÇÃO PARA A PREVISIBILIDADE DE VAZÕES EM BACIAS HIDROGRÁFICAS BRASILEIRAS
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Orientador : ANDREA DE OLIVEIRA CARDOSO
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Data: 07/12/2022
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Variabilidades na precipitação podem causar anomalias de vazão, e dependendo da intensidade e persistência, levar a ocorrência de casos extremos, que podem afetar a disponibilidade do recurso hídrico e atividades socioeconômicas. O objetivo do estudo é investigar a influência da precipitação sobre a vazão, em pontos de aproveitamento hidroelétrico, procurando identificar índices de precipitação com potencial preditor de vazão. Foram utilizados dados de precipitação da ANA e dados de vazão do ONS e ANA para o período de 1980 a 2020. Contudo, foram focalizados quatro pontos de vazão: Jurumirim, Porto Primavera, Sobradinho e Tucuruí. As estações de precipitação a montante dos pontos de vazão foram agrupadas pela análise de cluster em regiões de precipitação homogêneas. O ponto de vazão de Jurumirim apresentou uma região com 17 estações. Porto Primavera apresentou oito estações, onde as regiões apresentaram 68, 3, 7, 141, 1, 37 e 240 estações. Sobradinho apresentou cinco regiões, onde as regiões apresentaram 4, 2, 10, 65, 20 estações. Tucuruí apresentou seis regiões, onde as regiões apresentaram 17, 8, 66, 5, 40 e 3 estações. Foram calculados índices precipitação, sendo eles: quantidade de dias com precipitação acima dos limiares quantílicos de 85% e 65% (ND85q+ e ND65q+), abaixo dos limiares quantílicos de 35% e 15% (ND35q- e ND15q-), acumulado de precipitação em dias úmidos (PRCTOT), índices simples de intensidade diária (SDII), sequências médias e máximas de dias com e sem precipitação (CWD – MED, CWD – MAX, CDD – MED e CDD – MAX), contagem de dias sem (ND1mm-) e com precipitação acima de , , e (R1mm, R10mm, R20mm e R30mm) e o valor acumulado de precipitação em um, três, cinco, sete e dez dias seguidos (RX1DAY, RX3DAY, RX5DAY, RX7DAY e RX10DAY). Foi realizada a análise de correlação simples entre as séries de vazão e os índices de precipitação com defasagens anuais de até dois anos e mensais de até doze meses. Foram identificados conjuntos distintos de índices para cada uma das regiões de precipitação, sendo destacado as diferenças no comportamento da influência da precipitação. Os resultados sugeriram a utilização dos índices anuais móveis para o prognóstico da vazão, no qual foram aplicados aos modelos de regressão linear múltipla. Os melhores modelos foram obtidos para a defasagem de um mês, com destaque para Sobradinho, por apresentar o maior valor do coeficiente de determinação. Para a predição em Jurumirim, apenas o modelo de defasagem de um mês apresentou índice de precipitação como preditor, sendo ele o índice PRCTOT. Para Porto Primavera, foram selecionados índices de precipitação das regiões 1PP (PRCTOT), região 3PP (CWD – MED) e da região 7PP (ND85q+ e ND35q+). Para Sobradinho, foram selecionados índices de precipitação das regiões 2SF (PRCTOT, CWD – MED e ND35q-), região 3SF (ND35q- e ND85q+) e a região 4SF (ND65q). Para Tucuruí, foram selecionados índices de precipitação das regiões 2T (PRCTOT, CDD – MED e ND65q+) e região 6T (ND85q+ e ND35q-). Os resultados indicam que os índices são promissores na previsibilidade da vazão, podendo ser usados de forma complementar a índices climáticos.
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Variabilidades na precipitação podem causar anomalias de vazão, e dependendo da intensidade e persistência, levar a ocorrência de casos extremos, que podem afetar a disponibilidade do recurso hídrico e atividades socioeconômicas. O objetivo do estudo é investigar a influência da precipitação sobre a vazão, em pontos de aproveitamento hidroelétrico, procurando identificar índices de precipitação com potencial preditor de vazão. Foram utilizados dados de precipitação da ANA e dados de vazão do ONS e ANA para o período de 1980 a 2020. Contudo, foram focalizados quatro pontos de vazão: Jurumirim, Porto Primavera, Sobradinho e Tucuruí. As estações de precipitação a montante dos pontos de vazão foram agrupadas pela análise de cluster em regiões de precipitação homogêneas. O ponto de vazão de Jurumirim apresentou uma região com 17 estações. Porto Primavera apresentou oito estações, onde as regiões apresentaram 68, 3, 7, 141, 1, 37 e 240 estações. Sobradinho apresentou cinco regiões, onde as regiões apresentaram 4, 2, 10, 65, 20 estações. Tucuruí apresentou seis regiões, onde as regiões apresentaram 17, 8, 66, 5, 40 e 3 estações. Foram calculados índices precipitação, sendo eles: quantidade de dias com precipitação acima dos limiares quantílicos de 85% e 65% (ND85q+ e ND65q+), abaixo dos limiares quantílicos de 35% e 15% (ND35q- e ND15q-), acumulado de precipitação em dias úmidos (PRCTOT), índices simples de intensidade diária (SDII), sequências médias e máximas de dias com e sem precipitação (CWD – MED, CWD – MAX, CDD – MED e CDD – MAX), contagem de dias sem (ND1mm-) e com precipitação acima de , , e (R1mm, R10mm, R20mm e R30mm) e o valor acumulado de precipitação em um, três, cinco, sete e dez dias seguidos (RX1DAY, RX3DAY, RX5DAY, RX7DAY e RX10DAY). Foi realizada a análise de correlação simples entre as séries de vazão e os índices de precipitação com defasagens anuais de até dois anos e mensais de até doze meses. Foram identificados conjuntos distintos de índices para cada uma das regiões de precipitação, sendo destacado as diferenças no comportamento da influência da precipitação. Os resultados sugeriram a utilização dos índices anuais móveis para o prognóstico da vazão, no qual foram aplicados aos modelos de regressão linear múltipla. Os melhores modelos foram obtidos para a defasagem de um mês, com destaque para Sobradinho, por apresentar o maior valor do coeficiente de determinação. Para a predição em Jurumirim, apenas o modelo de defasagem de um mês apresentou índice de precipitação como preditor, sendo ele o índice PRCTOT. Para Porto Primavera, foram selecionados índices de precipitação das regiões 1PP (PRCTOT), região 3PP (CWD – MED) e da região 7PP (ND85q+ e ND35q+). Para Sobradinho, foram selecionados índices de precipitação das regiões 2SF (PRCTOT, CWD – MED e ND35q-), região 3SF (ND35q- e ND85q+) e a região 4SF (ND65q). Para Tucuruí, foram selecionados índices de precipitação das regiões 2T (PRCTOT, CDD – MED e ND65q+) e região 6T (ND85q+ e ND35q-). Os resultados indicam que os índices são promissores na previsibilidade da vazão, podendo ser usados de forma complementar a índices climáticos.
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JÚLIA KERSUL FARIA
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Sistemas alagados construídos com meio suporte de lodo digerido de estação de tratamento de água aplicado à remoção de nutrientes de esgoto sintético
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Orientador : RODRIGO DE FREITAS BUENO
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Data: 08/12/2022
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Os Sistemas Alagados Construídos (SAC) são sistemas de tratamento de águas residuárias inspirados em ecossistemas naturais, nos quais a remoção dos nutrientes se baseia especialmente na depuração natural, na remoção biológica, física e química. São sistemas descentralizados, de baixo custo e que podem promover índices adequados de remoção de nitrogênio, fósforo e matéria orgânica. Além disso, podem trabalhar em conjunto com novas tecnologias, a fim de aprimorar o tratamento de efluente. A célula combustível microbiana (CCM) é uma tecnologia que permite a geração de energia durante o tratamento, no qual grupos de bactérias liberam elétrons e prótons durante a conversão dos compostos existentes no efluente. Este sistema pode trabalhar em conjunto com o SAC. Os SAC e os SAC-CCM podem ter diferentes tipos de meio suporte. A especificidade desse material pode auxiliar no tratamento de efluente. Estudos recentes mostram que o lodo proveniente de Estações de Tratamento de Águas (LETA) tem alta capacidade de adsorção de fósforo. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a remoção de poluentes em sistemas SAC e SAC-CCM com meio suporte de LETA. Foram analisados 6 sistemas: 3 de brita e 3 de LETA, em TDH de 8, 5, 3 e 1,5 dias para SAC, e 1,5 dias para SAC-CCM. Dois sistemas contaram com microaeração (um de cada meio suporte). As remoções de matéria orgânica (DQO) foram de 88,1% no meio suporte de brita e de 92,3% para o LETA. Para o nitrogênio amoniacal (N-NH3), os sistemas com aeração a 0,8 mgO2.L-1.min-1, produziram um efluente com baixas concentrações, inferiores a 10 mg. L-1. Já para fósforo total (PT) e fosfato (PO43-), os melhores índices de remoção foram nos sistemas com LETA, com concentrações inferiores a 0,1 mg.L-1. No modo SAC-CCM foram realizadas medições de geração de energia, sendo que o máximo de energia gerada foi de 25,12 mW/m2 para o SAC com brita e 26,16mW/m2 para o SAC com LETA. A análise de biologia molecular pelo método de FISH (Fluorescence in situ hybridization) demonstrou que os sistemas com aeração promoveram o crescimento de bactérias oxidadoras de amônia (BOA) e bactérias oxidadoras de nitrito (BON), e demonstrou também que o LETA e a estratégia de inoculação desenvolveram o crescimento de organismos acumuladores de fósforo (OAP), que atuaram na remoção biológica de fósforo.
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Os Sistemas Alagados Construídos (SAC) são sistemas de tratamento de águas residuárias inspirados em ecossistemas naturais, nos quais a remoção dos nutrientes se baseia especialmente na depuração natural, na remoção biológica, física e química. São sistemas descentralizados, de baixo custo e que podem promover índices adequados de remoção de nitrogênio, fósforo e matéria orgânica. Além disso, podem trabalhar em conjunto com novas tecnologias, a fim de aprimorar o tratamento de efluente. A célula combustível microbiana (CCM) é uma tecnologia que permite a geração de energia durante o tratamento, no qual grupos de bactérias liberam elétrons e prótons durante a conversão dos compostos existentes no efluente. Este sistema pode trabalhar em conjunto com o SAC. Os SAC e os SAC-CCM podem ter diferentes tipos de meio suporte. A especificidade desse material pode auxiliar no tratamento de efluente. Estudos recentes mostram que o lodo proveniente de Estações de Tratamento de Águas (LETA) tem alta capacidade de adsorção de fósforo. Nesse contexto, este estudo teve como objetivo avaliar a remoção de poluentes em sistemas SAC e SAC-CCM com meio suporte de LETA. Foram analisados 6 sistemas: 3 de brita e 3 de LETA, em TDH de 8, 5, 3 e 1,5 dias para SAC, e 1,5 dias para SAC-CCM. Dois sistemas contaram com microaeração (um de cada meio suporte). As remoções de matéria orgânica (DQO) foram de 88,1% no meio suporte de brita e de 92,3% para o LETA. Para o nitrogênio amoniacal (N-NH3), os sistemas com aeração a 0,8 mgO2.L-1.min-1, produziram um efluente com baixas concentrações, inferiores a 10 mg. L-1. Já para fósforo total (PT) e fosfato (PO43-), os melhores índices de remoção foram nos sistemas com LETA, com concentrações inferiores a 0,1 mg.L-1. No modo SAC-CCM foram realizadas medições de geração de energia, sendo que o máximo de energia gerada foi de 25,12 mW/m2 para o SAC com brita e 26,16mW/m2 para o SAC com LETA. A análise de biologia molecular pelo método de FISH (Fluorescence in situ hybridization) demonstrou que os sistemas com aeração promoveram o crescimento de bactérias oxidadoras de amônia (BOA) e bactérias oxidadoras de nitrito (BON), e demonstrou também que o LETA e a estratégia de inoculação desenvolveram o crescimento de organismos acumuladores de fósforo (OAP), que atuaram na remoção biológica de fósforo.
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