Dissertations / Theses on the topic 'Macrófitas aquáticas - Fecularia - Tratamento de efluentes'

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eduardo Borges Lied.pdf: 1709683 bytes, checksum: afb03fea575cffbd1c379c5b02640807 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The cassava processing industry, especially potato starch, have a high pollution potential due to the release of their effluents on aquatic ecosystems. Among the main characteristics of this effluent highlights the high organic load and the presence of cyanide ion. The treatment of wastewater from potato starch has been done predominantly by treatment ponds. However, this type of system has limitations for wastewater treatment with the presence of cyanide. The cyanide ion is toxic to micro-organisms, and at certain concentrations the effect is significant, compromising both the removal of cyanide itself as other biodegradable compounds. In this context the present study evaluated the efficiency of starch factory effluent treatment by coagulation / flocculation, employing for that seed extracts of Moringa oleifera (M.O.) as a natural coagulant, as well as the use of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes as natural adsorbent. In the first stage of treatment, represented by the tests of coagulation/flocculation was used the methodology of experimental planning Central Composite Rotatable Design (DCCR). The variables studied were of the M.O. and concentration of salt solution of sodium chloride (NaCl). The test conditions were the following: fast mixing speed (VMR) of 100 rpm, mixing time (TMR) of 2 min; slow speed mixing (VML) of 20 rpm, mixing time (TML) 10 min, the settling time was 60 min. The response variables analyzed in this phase were: turbidity and color, COD and cyanide ion. The operating conditions were optimized: concentration M.O. of 2484 mg L-1 and salt concentration of 0.9 mol L-1. Under these conditions it was possible to remove 89.16% of Turbidity, 54.43% of apparent color, 66.39% of COD and 9.9% of cyanide ion. Given the low efficiency of removal of cyanide ion by coagulation is started for a subsequent treatment. For this, we adopted a treatment by batch adsorption using dry biomass of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes as an adsorbent. For the purpose of a further investigation was used a synthetic solution cyanide (NaCN solution). The best operating conditions of pH, adsorbent dosage and contact time were 2.0, 2.0 g L-1 and 20 min, respectively. By simulating a test combined coagulation/flocculation/adsorption with the effluent of cassava industry to greater removal of cyanide ion fit the sample with pH adjustment (2.0), removing around 31%, proving the thesis of the preliminary tests indicated for tests with a solution of sodium cyanide.
As indústrias de processamento de mandioca, especialmente as fecularias, apresentam alto potencial poluidor devido ao lançamento de seus efluentes sobre os ecossistemas aquáticos. Dentre as principais características deste efluente destaca-se a alta carga orgânica e a presença do íon cianeto. O tratamento das águas residuárias de fecularias vem sendo feito predominantemente por lagoas de tratamento. No entanto, esse tipo de sistema de tratamento apresenta limitações para efluentes com presença de cianetos. O íon cianeto é tóxico aos micro-organismos, sendo que em certas concentrações a influência é bastante significativa, comprometendo tanto a remoção do próprio cianeto como de outros compostos biodegradáveis. Neste contexto o presente estudo avaliou a eficiência do tratamento de efluentes de fecularia por coagulação/floculação, para isso empregando extratos de sementes de Moringa oleifera (MO) como coagulante natural, bem como o uso da macrófita aquática Eichhornia crassipes como adsorvente natural. Na primeira etapa do tratamento, representado pelos ensaios de coagulação/floculação foi utilizada a metodologia do planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR). As variáveis estudadas foram: concentração de MO e concentração da solução salina de cloreto de sódio (NaCl). As condições de ensaio foram as seguintes: velocidade de mistura rápida (VMR) de 100 rpm, com tempo de mistura (TMR) de 2 min; velocidade de mistura lenta (VML) de 20 rpm, com tempo de mistura (TML) de 10 min; o tempo de sedimentação foi de 60 minutos. As variáveis de resposta analisadas nesta etapa foram: Turbidez, Cor Aparente, DQO e Íon Cianeto. As condições operacionais otimizadas foram: concentração de MO de 2484 mg L-1 e concentração salina de 0,9 mol L-1. Nestas condições foi possível remover 89,16% de turbidez, 54,43% de cor aparente, 66,39% de DQO e 9,9% de íon cianeto. Em face da baixa eficiência de remoção de íon cianeto por coagulação partiu-se para um tratamento subsequente. Para isso, adotou-se um tratamento por adsorção em batelada utilizando a biomassa seca da macrófita aquática Eichhornia crassipes como adsorvente. Para efeitos de uma melhor investigação utilizou-se uma solução sintética de cianeto (solução de NaCN). As melhores condições operacionais de pH, dosagem de adsorvente e tempo de contato foram 2,0; 2,0 g L-1 e 20 min, respectivamente. Ao simular um ensaio combinado de coagulação/floculação/adsorção com o efluente bruto de fecularia a maior remoção de íon cianeto coube a amostra com ajuste de pH (2,0), remoção em torno de 31%, comprovando a tese dos ensaios preliminares indicados pelos testes com a solução de cianeto de sódio.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rafaela da Silva Limons.pdf: 1188810 bytes, checksum: 3222e9bb51995ce2bffdbb6505a56d20 (MD5) Previous issue date: 2008-02-11
The industries of cassava processing are considered great polluting, therefore they generate highly pollutant a wastewater, the manipueira, with high concentration of organic substance. The method of treatment used in these industries is basically the system of stabilization. However, in function of the raised organic load, normally the effluent end if does not present in adequately favorable conditions for the ousting in hydrias resources, being essential a complementary treatment, so that the wastewater is adjusted to the current law. Thus, this work had for objective to study the removal of organic substance, nutrients and metals weighed, by means of a batelada system, for the dry biomass of the macrófita Salvinia sp. In this direction, with intention to investigate the factors that influence the capacity of removal of these contaminantes and to understand the mechanisms of this process, it was used as technique of factorial planning rotational central delineation composed - DCCR, verifying the influence of three independent 0 variable: pH initial, initial concentration of biomass - C and agitation -. The gotten results had shown that the best operational conditions had in accordance with varied the studied pollutant, thus best pH were: 5,8 for the match - P and zinc - Zn and 8,2 for the chemical demand of oxygen - DQO, nitrogen - N and have covered - Cu; the best concentration of biomass of 0,0013 g/mL for the DQO, the N, P and Zn and 0,0053 g/mL for the Cu and the 30 agitation of rpm for DQO and N and 120 rpm for the P, Zn and Cu. For the Compact disc removal of 100% in practically all was gotten the assays, in virtue of low the initial concentration of this metal. The gotten results had allowed to conclude respectively that in the best operational conditions the dry biomass of the Salvinia sp. influenced positively in process, reaching 97.91% of removal of DQO, 99.96% of P and 99.67% of N, with initial concentration of 20.480, 121,6 and 350 mg/L. Moreover, the results had shown to the promising character of the Salvinia sp. as biossorvente, being capable to adsorver up to 76,70% of íons of Zn, 99.79% of Cu and 100% of íons Compact disc, in industrias liquid residues contend small metal concentration heavy. The assays with the isotherms of adsorção of Zn and Cu had indicated that the capacity of biossorção of copper and 0,50 zinc had been approximately of 0,70 and meq/g in pH 5,0, being that the best adjustment occurred with the Isotherm of Sips.
As indústrias de processamento de mandioca são consideradas grandes poluidoras, pois geram um resíduo líquido altamente poluente, a manipueira, com alta concentração de matéria orgânica. O método de tratamento empregado nestas indústrias é basicamente o sistema de lagoas. Entretanto, em função da elevada carga orgânica, normalmente o efluente final não se apresenta em condições adequadamente favoráveis para o despejo em recursos hídricos, sendo essencial um tratamento complementar, para que o resíduo líquido esteja adequado à legislação vigente. Assim, este trabalho teve por objetivo estudar a remoção de matéria orgânica, nutrientes e metais pesados, por meio de um sistema batelada, pela biomassa seca da macrófita Salvinia sp. Neste sentido, com o intuito de investigar os fatores que influenciam a capacidade de remoção destes contaminantes e para se compreender os mecanismos deste processo, utilizou-se como técnica de planejamento fatorial o delineamento composto central rotacional - DCCR, verificando a influência de três variáveis independentes: pH inicial, concentração inicial de biomassa - C e agitação - A. Os resultados obtidos mostraram que as melhores condições operacionais variaram de acordo com o poluente estudado, assim o melhor pH foi: 5,8 para o fósforo - P e zinco - Zn e 8,2 para a demanda química de oxigênio - DQO, nitrogênio - N e cobre -Cu; a melhor concentração de biomassa de 0,0013 g/mL para a DQO, o N, P e Zn e 0,0053 g/mL para o Cu e a agitação de 30 rpm para a DQO e N e 120 rpm para o P, Zn e Cu. Para o Cd obteve-se remoção de 100% em praticamente todos os ensaios, em virtude da baixa concentração inicial deste metal. Os resultados obtidos permitiram concluir que nas melhores condições operacionais a biomassa seca da Salvinia sp. influenciou positivamente no processo, alcançando 97,91% de remoção de DQO, 99,96% de P e 99,67% de N, com concentração inicial de 20.480, 121,6 e 350 mg/L, respectivamente. Além disso, os resultados mostraram o caráter promissor da Salvinia sp. como biossorvente, sendo capaz de adsorver até 76,70% de íons de Zn, 99,79% de Cu e 100% de íons Cd, em resíduos líquidos industrias contendo pequena concentração de metais pesados. Os ensaios com as isotermas de adsorção de Zn e Cu indicaram que a capacidade de biossorção do cobre e zinco foram aproximadamente de 0,70 e 0,50 meq/g em pH 5,0, sendo que o melhor ajuste ocorreu com a Isoterma de Sips.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2008-02-22Bitstream added on 2014-06-13T20:48:49Z : No. of bitstreams: 1 henares_mnp_me_jabo.pdf: 553873 bytes, checksum: 3b0cf11a9bc723ffcb29039f64e16c5f (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Esta dissertação de mestrado está organizada em três capítulos. O capítulo I apresenta uma introdução geral, onde são abordados os impactos ambientais provocados pela atividade da aqüicultura e o tratamento de efluente por wetlands construídas. O capítulo II e III são referentes à experimentos desenvolvidos no Setor de Carcinicultura do Centro de Aqüicultura da UNESP (CAUNESP), em Jaboticabal – SP. Os principais objetivos destes capítulos foram: (Capítulo II) determinar os possíveis impactos provocados pelo manejo utilizado para a manutenção de camarões reprodutores da espécie Macrobrachium rosenbergii na água utilizada no viveiro; (Capítulo III) avaliar a eficiência de uma wetland construída e povoada com duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes e Salvinia molesta) com diferentes exigências nutricionais para otimizar o tratamento do efluente de viveiro de manutenção de reprodutores de M. rosenbergii. O resultado do Capítulo II permite concluir que o manejo realizado para a manutenção de camarões reprodutores da espécie Macrobrachium rosenbergii entre as biomassas de 403,18 e 547,90 g.m-2, durante o período de 50 dias, provoca o aumento dos valores de condutividade elétrica, pH, turbidez e MPS; das concentrações de NIT, NT, P-PO4, PD e PT e reduz a concentração de O2 dissolvido. No Capítulo III, concluiu-se que a wetland construída e povoada com S. molesta e com E. crassipes + S. molesta foram menos eficiente no tratamento do efluente de viveiro de manutenção de M. rosenbergii do que a wetland construída e povoada com E. crassipes.
The world production of Malaysia shrimp, Macrobrachium rosenbergii, presented considerable growth in the last decades. However, shrimp farming activity can provoke impacts in water used in the vivarium. The aim of this work was to determine the possible impacts provoked by the management accomplished for the maintenance of reproductive shrimp of the species M. rosenbergii in water used in the vivarium during the period 50 day. In the beginning of the experiment (03/14/2007) the vivarium, located in the CAUNESP, in Jaboticabal (SP-Brazil), with 193 m2 of surface and 1.1 m was full of 1.263 reproductive shrimp with medium weight of 61.61 ± 16.55 g.indivíduo-1. Weekly, it was determined value of temperature, pH, dissolved oxygen, electric conductivity, total alkalinity, turbidity, particulate material in suspension (PMS), total inorganic nitrogen (TIN), total nitrogen (TN), orthophosphate (P-PO4), dissolved phosphorus (DP) and total phosohorus (TP) of supply water and of the effluent of the vivarium. The values of electric conductivity and pH were significantly (p<0,05) higher in the effluent relation to the ones of the supply water. The 25 turbidity and PMS values were significantly higher in the effluent of the vivarium in seven weeks. Except for the dissolved oxygen and of TN, the TIN, P-PO4, DP and TP concentrations were significantly higher in the effluent when compared to the supplu water of vivarium in all the weeks evaluated. Among the forms of phosphorus, the biggest increases were observed for DP and and TP concentrations with 82.76 μg.L-1 and 174.75 μg.L-1, respectively. Among nitrogeneous forms, the biggest increase was observed for TIN with 81.32 μg.L-1. The management accomplished for the reproductive maintenance of M. rosenbergii during the period 50 days caused impact in water used in the vivarium... (Complete abstract, click electronic access below)

Orientador: Antonio Fernando Monteiro Camargo
Banca: Wagner Cotroni Valenti
Banca: Newton Castagnolli
Resumo: Esta dissertação de mestrado está organizada em três capítulos. O capítulo I apresenta uma introdução geral, onde são abordados os impactos ambientais provocados pela atividade da aqüicultura e o tratamento de efluente por wetlands construídas. O capítulo II e III são referentes à experimentos desenvolvidos no Setor de Carcinicultura do Centro de Aqüicultura da UNESP (CAUNESP), em Jaboticabal - SP. Os principais objetivos destes capítulos foram: (Capítulo II) determinar os possíveis impactos provocados pelo manejo utilizado para a manutenção de camarões reprodutores da espécie Macrobrachium rosenbergii na água utilizada no viveiro; (Capítulo III) avaliar a eficiência de uma wetland construída e povoada com duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes e Salvinia molesta) com diferentes exigências nutricionais para otimizar o tratamento do efluente de viveiro de manutenção de reprodutores de M. rosenbergii. O resultado do Capítulo II permite concluir que o manejo realizado para a manutenção de camarões reprodutores da espécie Macrobrachium rosenbergii entre as biomassas de 403,18 e 547,90 g.m-2, durante o período de 50 dias, provoca o aumento dos valores de condutividade elétrica, pH, turbidez e MPS; das concentrações de NIT, NT, P-PO4, PD e PT e reduz a concentração de O2 dissolvido. No Capítulo III, concluiu-se que a wetland construída e povoada com S. molesta e com E. crassipes + S. molesta foram menos eficiente no tratamento do efluente de viveiro de manutenção de M. rosenbergii do que a wetland construída e povoada com E. crassipes.
Abstract: The world production of Malaysia shrimp, Macrobrachium rosenbergii, presented considerable growth in the last decades. However, shrimp farming activity can provoke impacts in water used in the vivarium. The aim of this work was to determine the possible impacts provoked by the management accomplished for the maintenance of reproductive shrimp of the species M. rosenbergii in water used in the vivarium during the period 50 day. In the beginning of the experiment (03/14/2007) the vivarium, located in the CAUNESP, in Jaboticabal (SP-Brazil), with 193 m2 of surface and 1.1 m was full of 1.263 reproductive shrimp with medium weight of 61.61 ± 16.55 g.indivíduo-1. Weekly, it was determined value of temperature, pH, dissolved oxygen, electric conductivity, total alkalinity, turbidity, particulate material in suspension (PMS), total inorganic nitrogen (TIN), total nitrogen (TN), orthophosphate (P-PO4), dissolved phosphorus (DP) and total phosohorus (TP) of supply water and of the effluent of the vivarium. The values of electric conductivity and pH were significantly (p<0,05) higher in the effluent relation to the ones of the supply water. The 25 turbidity and PMS values were significantly higher in the effluent of the vivarium in seven weeks. Except for the dissolved oxygen and of TN, the TIN, P-PO4, DP and TP concentrations were significantly higher in the effluent when compared to the supplu water of vivarium in all the weeks evaluated. Among the forms of phosphorus, the biggest increases were observed for DP and and TP concentrations with 82.76 μg.L-1 and 174.75 μg.L-1, respectively. Among nitrogeneous forms, the biggest increase was observed for TIN with 81.32 μg.L-1. The management accomplished for the reproductive maintenance of M. rosenbergii during the period 50 days caused impact in water used in the vivarium... (Complete abstract, click electronic access below)
Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-10-29Bitstream added on 2014-06-13T18:40:46Z : No. of bitstreams: 1 biudes_jfv_dr_jabo.pdf: 581597 bytes, checksum: 93bff7eab8b3348f2385d33c1652a9e7 (MD5)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
A tese está organizada em cinco capítulos. O capítulo I apresenta uma introdução geral, na qual são abordados os impactos ambientais da aqüicultura e o tratamento de efluentes por wetlands construídas. Os demais capítulos são referentes a experimentos desenvolvidos no Setor de Carcinicultura do CAUNESP, em Jaboticabal/SP, e no Laboratório de Pesquisa em Nutrição de Organismos Aquáticos da FMVZ da UNESP, em Botucatu/SP. Os principais objetivos destes capítulos foram: (Capítulo II) Avaliar as possíveis alterações provocadas pelo manejo efetuado para a manutenção de reprodutores de Macrobrachium rosenbergii nas características físicas e químicas da água utilizada nos viveiros de cultivo; (Capítulo III) Determinar a capacidade de uma wetland construída em tratar o efluente de viveiros de manutenção de reprodutores de M. rosenbergii, visando dimensionar a área da wetland necessária para o tratamento do efluente; (Capítulo IV) Avaliar a relação entre as remoções de nitrogênio e fósforo do efluente e a produtividade de Eichhornia crassipes em uma wetland construída, visando contribuir com informações para o manejo da biomassa da macrófita na wetland; (Capítulo V) Determinar a digestibilidade aparente, pela tilápiado- nilo (Oreochromis niloticus), da biomassa de E. crassipes produzida em wetlands construídas, visando avaliar a possibilidade do uso desta macrófita em dieta para a tilápia-do-nilo. Os resultados do Capítulo II permitem concluir que o manejo efetuado para a manutenção de reprodutores de M. rosenbergii entre as biomassas 71,5 g.m-2 e 127,0 g.m-2 provoca o aumento dos valores de pH, clorofila a, oxigênio dissolvido, material particulado em suspensão, nitrogênio e fósforo na água utilizada no viveiro de cultivo. No Capítulo III, concluiu-se que a área da wetland necessária para tratar o efluente do viveiro de reprodutores...

Made available in DSpace on 2016-09-27T13:40:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-08-30. Added 1 bitstream(s) on 2016-09-27T13:45:41Z : No. of bitstreams: 1 000226858.pdf: 455164 bytes, checksum: 784c9be55d0a19a63b2b9753d5f0058f (MD5)
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Para avaliar a influência da velocidade de corrente sobre o crescimento da macrófita aquática flutuante Pistia stratiotes foram utilizadas 12 unidades amostrais com 1,50m de comprimento, 0,20m de largura, 0,20m de altura e o nível da água foi mantido a 0,15m. Foram quatro tratamentos com velocidades distintas (0,028; 0,056; 0,112 e 0,223 cm/s) com três réplicas cada. O trabalho teve duração de 42 dias. Pôde-se constatar que houve uma relação positiva entre velocidade de corrente e o coeficiente de crescimento específico de P. stratiotes, ou seja, quanto maior a velocidade de corrente maior foi o crescimento. Pode-se concluir que a velocidade de corrente, dentro da faixa de velocidades adotadas neste experimento, é um fator de grande influência no crescimento de macrófitas aquáticas flutuantes. O aumento da velocidade de corrente disponibilizou maior quantidade de nutrientes e maior renovação destes, além de proporcionar uma maior assimilação. Estes eventos promoveram aumento da capacidade suporte do ambiente e maior ganho de biomassa

Orientador: Antonio Fernando Monteiro Camargo
Banca: Ana Eliza Baccarin Leonardo
Banca: Irineu Bianchini Junior
Resumo: Para avaliar a influência da velocidade de corrente sobre o crescimento da macrófita aquática flutuante Pistia stratiotes foram utilizadas 12 unidades amostrais com 1,50m de comprimento, 0,20m de largura, 0,20m de altura e o nível da água foi mantido a 0,15m. Foram quatro tratamentos com velocidades distintas (0,028; 0,056; 0,112 e 0,223 cm/s) com três réplicas cada. O trabalho teve duração de 42 dias. Pôde-se constatar que houve uma relação positiva entre velocidade de corrente e o coeficiente de crescimento específico de P. stratiotes, ou seja, quanto maior a velocidade de corrente maior foi o crescimento. Pode-se concluir que a velocidade de corrente, dentro da faixa de velocidades adotadas neste experimento, é um fator de grande influência no crescimento de macrófitas aquáticas flutuantes. O aumento da velocidade de corrente disponibilizou maior quantidade de nutrientes e maior renovação destes, além de proporcionar uma maior assimilação. Estes eventos promoveram aumento da capacidade suporte do ambiente e maior ganho de biomassa
Abstract: Not available
Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:23Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-10Bitstream added on 2014-06-13T19:48:42Z : No. of bitstreams: 1 assuncao_awa_me_jabo.pdf: 2995291 bytes, checksum: 74067a6b3a92853f7bca5284c13487ca (MD5)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)
A aquicultura é uma atividade impactante para o meio ambiente, podendo causar eutrofização de corpos hídricos, introdução de espécies exóticas, transmissão de doenças e competição pelo uso da água. Os efluentes de criações de organismos aquáticos são ricos em matéria orgânica e nutrientes, nitrogênio e fósforo, decorrente de adubação, restos de ração e excreção. A partir de um viveiro de criação de pacu “Piaractus mesopotamicus” foi avaliado o impacto ambiental causado pela criação, a presença de organismos indicadores de contaminação fecal (Escherichia coli), e avaliada a eficiência de um sistema de tratamento tipo wetland construída utilizando três espécies de macrófitas aquáticas de tipos ecológicos diferentes: Eichhornia crassipes (flutuante), Ceratophyllum demersum(submersa) e Typha dominigensis (emersa). As variáveis analisadas foram temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, alcalinidade, dureza total, demanda química e bioquímica de oxigênio (DQO e DBO), nitrogênio (total, amoniacal, nitrito e nitrato), fósforo (total e ortofosfato) e o NMP de Escherichia coli, como ferramenta de análise foi aplicada uma análise multivariada de fatores. Os resultados demonstraram que a criação de pacu apresentou impacto ambiental significativo na qualidade da água do efluente do viveiro, gerando elevação da concentração de fósforo total, nitrogênio total e material particulado suspenso, aumento nos níveis de turbidez e demanda bioquímica e química de oxigênio. O sistema de tratamento foi eficiente no tratamento do efluente e todas as etapas do tratamento foram significativas para a remoção das variáveis relacionadas com o impacto ambiental. Todas as amostras apresentaram número mais provável de Escherichia coli dentro dos limites estabelecidos pela legislação brasileira
Aquaculture is responsible for various types of environmental impacts, causing eutrophication of water bodies, introduction of exotic species, disease transmission and competition for water use. The effluents from aquatic organisms breeding are rich in organic matter and nutrients, nitrogen and phosphorus, due to fertilization, food leftovers and excretion. From a pacu Piaractus mesopotamicus breeding pond was evaluated the environmental impact in the water, the presence of fecal indicator organisms (Escherichia coli) and evaluated the effluent treatment by a constructed wetland using three species aquatic macrophytes of different ecological types: Eichhornia crassipes (floating), Ceratophyllum demersum (submerged) and Typha dominigensis (onshore). The analyzed variables were temperature, dissolved oxygen, conductivity, alkalinity, total hardness, chemical demand and biochemical oxygen demand (COD and BOD), nitrogen (total, ammonia, nitrite and nitrate) and phosphorus (total and orthophosphate), for data analysis was applied a multivariate factor analysis. The results demonstrated that the pacu breeding showed significant environmental impact on water quality of the effluent, causing elevation of total phosphorus, total nitrogen and suspended particulate material, an increase in turbidity and chemical and biochemical oxygen demand. The treatment system was effective in the treatment of effluent and all stages of treatment were significant for the removal of variables related to environmental impact. The most probable number of E. coli was in accordance with Brazilian law in all samples

Orientador: Luiz Augusto do Amaral
Banca: Antônio Fernando Monteiro Camargo
Banca: Irineu Bianchini Júnior
Resumo: A aquicultura é uma atividade impactante para o meio ambiente, podendo causar eutrofização de corpos hídricos, introdução de espécies exóticas, transmissão de doenças e competição pelo uso da água. Os efluentes de criações de organismos aquáticos são ricos em matéria orgânica e nutrientes, nitrogênio e fósforo, decorrente de adubação, restos de ração e excreção. A partir de um viveiro de criação de pacu "Piaractus mesopotamicus" foi avaliado o impacto ambiental causado pela criação, a presença de organismos indicadores de contaminação fecal (Escherichia coli), e avaliada a eficiência de um sistema de tratamento tipo wetland construída utilizando três espécies de macrófitas aquáticas de tipos ecológicos diferentes: Eichhornia crassipes (flutuante), Ceratophyllum demersum(submersa) e Typha dominigensis (emersa). As variáveis analisadas foram temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade elétrica, alcalinidade, dureza total, demanda química e bioquímica de oxigênio (DQO e DBO), nitrogênio (total, amoniacal, nitrito e nitrato), fósforo (total e ortofosfato) e o NMP de Escherichia coli, como ferramenta de análise foi aplicada uma análise multivariada de fatores. Os resultados demonstraram que a criação de pacu apresentou impacto ambiental significativo na qualidade da água do efluente do viveiro, gerando elevação da concentração de fósforo total, nitrogênio total e material particulado suspenso, aumento nos níveis de turbidez e demanda bioquímica e química de oxigênio. O sistema de tratamento foi eficiente no tratamento do efluente e todas as etapas do tratamento foram significativas para a remoção das variáveis relacionadas com o impacto ambiental. Todas as amostras apresentaram número mais provável de Escherichia coli dentro dos limites estabelecidos pela legislação brasileira
Abstract: Aquaculture is responsible for various types of environmental impacts, causing eutrophication of water bodies, introduction of exotic species, disease transmission and competition for water use. The effluents from aquatic organisms breeding are rich in organic matter and nutrients, nitrogen and phosphorus, due to fertilization, food leftovers and excretion. From a pacu "Piaractus mesopotamicus" breeding pond was evaluated the environmental impact in the water, the presence of fecal indicator organisms (Escherichia coli) and evaluated the effluent treatment by a constructed wetland using three species aquatic macrophytes of different ecological types: Eichhornia crassipes (floating), Ceratophyllum demersum (submerged) and Typha dominigensis (onshore). The analyzed variables were temperature, dissolved oxygen, conductivity, alkalinity, total hardness, chemical demand and biochemical oxygen demand (COD and BOD), nitrogen (total, ammonia, nitrite and nitrate) and phosphorus (total and orthophosphate), for data analysis was applied a multivariate factor analysis. The results demonstrated that the pacu breeding showed significant environmental impact on water quality of the effluent, causing elevation of total phosphorus, total nitrogen and suspended particulate material, an increase in turbidity and chemical and biochemical oxygen demand. The treatment system was effective in the treatment of effluent and all stages of treatment were significant for the removal of variables related to environmental impact. The most probable number of E. coli was in accordance with Brazilian law in all samples
Mestre

Com a poluição dos recursos hídricos e o substancial aumento do custo com água, o reúso da água tornou-se uma alternativa a ser considerada nas operações industriais. Essa iniciativa pode auxiliar na busca de uma solução para problemas de escassez de recursos hídricos e na diminuição de custos operacionais das empresas. O problema a ser abordado neste estudo está relacionado com as dificuldades técnicas do tratamento de efluentes para atingir a qualidade necessária ao reúso da água e a necessidade de atender os padrões de lançamento de efluentes estabelecidos pela legislação ambiental tendo em vista a impossibilidade de reúso total do efluente tratado. O principal objetivo deste trabalho foi estudar a remoção de poluentes gerados em uma indústria metal-mecânica por meio de plantas aquáticas em escala piloto e industrial e avaliar o potencial de reúso do efluente como água industrial em diferentes aplicações (descarga de vaso sanitário, irrigação paisagística, torre de resfriamento, lavagem de equipamentos, usinagem de peças e água de incêndio). Para este estudo foram projetadas e construídas uma planta piloto e outra planta em escala industrial em uma empresa situada na região metropolitana de Porto Alegre. O sistema foi constituído por um banhado construído como sistema terciário para simular as condições de tratamento do efluente industrial. As macrófitas foram acondicionadas em tanques de polietileno com capacidade total de 1 m3 considerando o tratamento de efluente de 2 m3/dia. O efluente circulou com um fluxo sub-superficial horizontal através da matriz porosa de areia grossa e brita, na quais estavam presentes as raízes das macrófitas das espécies Junco (Scirpus sp.) e Taboa (Typha sp.). A planta em escala industrial foi executada seguindo os mesmos padrões da planta piloto, porém, com algumas modificações. A planta industrial é constituída de 4 lagoas de fluxo sub-superficial horizontal com dimensões idênticas de 11,50 m de largura, 7,0 m de comprimento e 0,8 m de profundidade útil; camada suporte composta de brita zero; construção das lagoas com argila compactada; uso das espécies Junco (Scirpus sp.) e Taboa (Typha sp.) nas quatros lagoas de forma intercalada; estação de bombeamento e rede para o reúso do efluente tratado. O estudo de tratabilidade da planta em escala piloto e industrial foi realizado por monitoramento dos parâmetros físico-químicos e biológicos. Mesmo com algumas variações de carga e problemas operacionais, o sistema apresentou um comportamento adequado para a remoção de poluentes na planta piloto/ industrial, cujos resultados médios de eficiência de remoção foram de 73%/49%, 61%/42%, 56%/46%, 54%/49%, 57%/46% e 66%/69% de fósforo total, NTK, NH4-N, DQO, DBO, SS, respectivamente. As análises da camada suporte em conjunto com o sistema radicular e parte aérea apontam um possível potencial de emprego destes resíduos no solo como adubo devido a sua composição. O sistema de tratamento com banhado construído para reúso da água mostrou ser efetivo para redução de custos cujo período de payback médio é de 4,5 anos. Durante o experimento foi possível verificar que o reúso de água consiste em uma estratégia de sustentabilidade para redução do consumo de água potável (economia de 18 % em média e 44% máxima do consumo total).
With the pollution of water resources and the substantial increase in the cost of water, water reuse has become an alternative to be considered in industrial operations. This initiative can support in finding a solution to problems of scarcity water resources and minimizing operating costs in the companies. The problem to be considering in this study is related to the technical difficulties of treating effluent to aiming the quality necessary for water reuse and the need to reach effluent discharge standards set by environmental legislation considering the impossibility of total effluent treated reuse. The objective of this work was to study the pollutants removal generated in a metalworking industry effluent by aquatic plants in pilot and industrial scales and evaluate the potential for effluent reuse as industrial water in different applications (flushing, landscape irrigation, cooling tower, vehicles washing, machining of parts and firefighting). A pilot plant was built in an industry consisting of a constructed wetland as a tertiary system to simulate the conditions of treatment of an industrial effluent. The macrophytes were conditioned in polyethylene tanks with a total capacity of 1 m3 foreseeing the treatment of 2 m3/day. The effluent circulated in a horizontal subsurface flow through a porous matrix of thick sand and gravel in which the roots of macrophytes of the species Reed (Scirpus sp.) and Cattail (Typha sp.) were developed. The industrial scale plant was executed following the same standards by the pilot plant with some modifications. The industrial plant was composed by four horizontal sub-surface flow lagoons with equal dimensions of 11m width, 7m length and 0.8m useful depth; a support layer composed by gravel; lagoons with compacted clay; Reed (Scirpus sp.) and Cattail (Typha sp.) aquatic plant were interchangeably introduced in the four lagoons; pump station and network of pipes for the reuse of the treated effluent. The study of the treatment was carried out by monitoring of the physical-chemical and biological parameters. Even though some operational load variations and operational problems, the system showed an adequate behavior for the removal of pollutants, in pilot and industrial scales whose the average removal efficiency results were 73%/49%, 61%/42%, 56%/46%, 54%/49%, 57%/46% e 66%/69%, respectively. The analyses of the support layer with the root system and aerial part of the plant pointed out a possible potential of use of these wastes in the ground as fertilizer due to its composition. The constructed wetland treatment system for reuse of water showed to be effective for reduction of costs and the payback is very attractive (4.5 years). During the experiment it was possible to verify that reuse of water is a useful sustainability strategy to reduction of utilization of drinking water in industrial operations (saving of 18 % in average and 44% maximum of total consumption).

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:13:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristina Viana Sales.pdf: 1033711 bytes, checksum: 66526bf26f60f186b7ec4f4ca78473c3 (MD5) Previous issue date: 2011-08-23
The accumulation and deposition of high concentrations of organic matter cause the eutrophication of aquatic environments, and a sustainable alternative to the removal of these compounds is phytoremediation. This study evaluated the potential of two floating aquatic macrophytes, Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes in the treatment of brewery wastewater. The treatment system consisted of eight experimental units, and the experimental design 2 treatments and 4 pseudoréplicas, each treatment was coupled to a mechanical filter in closed circulation system. We analyzed the parameters temperature, electrical conductivity, pH, dissolved oxygen, turbidity, COD, total phosphorus, nitrogen, nitrite and nitrate, and measure the biomass of macrophytes, the experiment lasted 21 days, with collections made weekly. Statistical analysis showed no statistical difference between treatments for the reduction of nutrients, however the two species E. crassipes and P. statiotes been proven effective in removing these nutrients. As for weight gain, E. crassipes had a higher growth compared to P. stratiotes. The use of phytoremediation is recommended for the treatment of brewery effluents due to low cost, easy maintenance and efficiency of aquatic macrophytes in removing nutrients that cause eutrophication of aquatic environments.
O acúmulo e deposição de elevadas concentrações de matéria orgânica provocam a eutrofização de ambientes aquáticos, e uma alternativa sustentável para a retirada destes compostos é a fitorremediação. Neste estudo avaliou-se o potencial de duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes, Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes, no tratamento de efluente de cervejaria. O sistema de tratamento foi constituído de 8 unidades experimentais, sendo o delineamento experimental de 2 tratamentos com 4 pseudoréplicas, cada tratamento foi acoplado a um filtro mecânico, em sistema de circulação fechado. Foram analisados as variáveis temperatura, condutividade elétrica, pH, oxigênio dissolvido, turbidez, DQO, fósforo total, nitrogênio, nitrito e nitrato, e medida a biomassa das macrófitas aquáticas, o experimento teve duração de 21 dias, sendo as coletas feitas semanalmente. O estudo estatístico mostrou que não houve diferença estatística entre os tratamentos quanto à redução de nutrientes, no entanto as duas espécies E. crassipes e P. statiotes se mostraram eficazes na remoção desses nutrientes. Quanto ao ganho de peso, E. crassipes teve maior crescimento comparado a P. stratiotes. O uso da fitorremediação é recomendável para o tratamento de efluentes de cervejaria devido ao baixo custo, a fácil manutenção e a eficiência das macrófitas aquáticas na remoção de nutrientes que causam a eutrofização de ambientes aquáticos.

Orientador: Eduardo Luiz de Oliveira
Banca: Roberto Lyra Villas Bôas
Banca: Claudia Maria Gomes de Quevedo
Resumo: Vários estudos já foram realizados no Brasil, a grande maioria em escala de bancada, para avaliação da eficiência de remoção de nutrientes através do uso de macrófitas, atestando a sua viabilidade técnica. Os sistemas de tratamento de esgoto doméstico por lagoas não removem fósforo e nem a amônia, o que tem gerado uma série de problemas para atendimento às exigências legais brasileiras para a qualidade de corpos d'água que recebem esses efluentes. Além disso, o excesso de nutrientes ocasiona problemas ambientais que podem inviabilizar outros usos para esses recursos naturais. A ampla disseminação da tecnologia de tratamento por lagoas de estabilização se deu pelo baixo custo de implantação e operação, e pelos bons resultados para a remoção de parâmetros até o nível secundário. Portanto, o país possui um passivo ambiental significativo, o qual requer melhorias para que se ajuste à realidade que se busca alcançar com as restrições pelos órgãos ambientais e pelo arcabouço legal atualmente existente. Neste trabalho foram realizadas duas baterias de testes em escala real na Lagoa da Estação de Tratamento de Recreio, no Município de Charqueada, SP. Os testes foram feitos em dois períodos sazonais completamente distintos, e demonstraram que as variáveis ambientais como radiação solar, ventos e chuvas exercem influencia direta na capacidade de desenvolvimento e remoção de nitrogênio e fósforo para o grupo de macrófitas Lemnaceae, que se encontrava naturalmente instalado nesse sistema... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Several studies have been conducted in Brazil, the vast majority in bench scale to evaluate the nutrient removal efficiency through the use of macrophytes, attesting to their technical feasibility. Domestic wastewater treatment systems for ponds do not remove phosphorus neither ammonia, which has generated a number of problems to meet the Brazilian legal requirements for the quality of water bodies receiving these effluents. Furthermore, the excess of nutrients causes environmental problems that may prevent other uses for these resources. The wide spread treatment technology by stabilization ponds was due to the low cost of deployment and operation, and the good results for the removal of parameters to the secondary level. Therefore, the country has a significant environmental liability, which requires improvements to fit the reality that seeks to achieve with the restrictions by environmental agencies and the currently existing legal framework. In this work were two full-scale test batteries in the Lagoon Recreational Treatment Plant in the Municipality of Recreio, SP. The tests were done in two completely different seasonal periods, and demonstrated that environmental variables such as solar radiation, wind and rain have a direct influence on the development capacity and nutrient removal for macrophyte group Lemnaceae which found itself naturally installed on this system . Nevertheless, the results were very promising, reaching mean removal of 75% for both parameters, with ... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre

Made available in DSpace on 2014-08-27T14:36:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-28Bitstream added on 2014-08-27T15:57:15Z : No. of bitstreams: 1 000777356.pdf: 1383561 bytes, checksum: e0ffbd4c79c4ab9d368822180325434a (MD5)
Os principais objetivos desta dissertação foram: (Capítulo II) avaliar a produção e a qualidade de água do cultivo de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus) em sistemas sem renovações de água e com substratos artificiais; (Capítulo III) avaliar a eficiência de wetlands construídas e povoadas com duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes) no tratamento do efluente de despesca de tanques de crescimento final de tilápias. O resultado do Capítulo II permite concluir que o uso de sistemas de cultivo sem renovações de água com substratos artificiais na produção de tilápias podem apresentar boas produtividades, ocorrendo acúmulo de alguns nutrientes na água do cultivo, porém este sistema se mostrou eficiente na absorção de nitrogênio inorgânico e ortofosfato durante o cultivo, provavelmente devido a presença do substrato. No Capítulo III, wetlands construídas e povoadas com aguapé (Eichhomia crassipes) e alface d’ água (Pistia stratiotes) com tempo de residência do efluente a ser tratado nas wetlands por 14 dias apresentaram eficiência de tratamento de efluentes de despesca da água de tanques de crescimento final de tilápia do Nilo, ocorrendo remoções de nutrientes nas primeiras horas de tratamento. Porém as wetlands povoadas com E. crassipes foram mais eficientes na remoção das concentrações de fósforo total, sendo mais viáveis para tratamentos de efluentes que apresentem altas concentrações de fósforo total
The main objectives of master’s dissertation were: (Chapter II) to evaluate the production and the quality of water from the cultivation of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in systems with substrates and without the reconditioning of water; (Chapter III) evaluate the efficiency of wetlands constructed and stocked with two species of floating aquatic macrophytes (Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes) in the treatment of harvest wasterwater from final growth tanks which contained tilapia.The result of Chapter II shows that the use of cultivation systems without the reconditioning of water and with artificial substrates in tilapia production can present good yields, accumulating some nutrients in water from the cultivation, however this system was shown to be efficient in the absorption of inorganic nitrogen and orthophosphate during the cultivation, probably due to the presence of substrate. In Chapter III, wetlands constructed and stocked with E. crassipes and P. stratiotes, with a hydraulic retention time of 336 hours, presented efficiency in the treatment of harvest effluent from the water in the final growth tanks which contained Nile tilapia; with the removal of nutrients occurring in the first hours of treatment. But the wetlands constructed with E. crassipes were more efficient in the removal of concentrations of total phosphorus, being more feasible for wastewater treatment which has high concentrations of total phosphorus

Orientador: Antonio Fernando Monteiro Camargo
Coorientador: Matheus Nicolino Peixoto Henares
Banca: Fábio Rosa Sussel
Banca: Irineu Bianchini Junior
Resumo: Os principais objetivos desta dissertação foram: (Capítulo II) avaliar a produção e a qualidade de água do cultivo de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus) em sistemas sem renovações de água e com substratos artificiais; (Capítulo III) avaliar a eficiência de wetlands construídas e povoadas com duas espécies de macrófitas aquáticas flutuantes (Eichhornia crassipes e Pistia stratiotes) no tratamento do efluente de despesca de tanques de crescimento final de tilápias. O resultado do Capítulo II permite concluir que o uso de sistemas de cultivo sem renovações de água com substratos artificiais na produção de tilápias podem apresentar boas produtividades, ocorrendo acúmulo de alguns nutrientes na água do cultivo, porém este sistema se mostrou eficiente na absorção de nitrogênio inorgânico e ortofosfato durante o cultivo, provavelmente devido a presença do substrato. No Capítulo III, wetlands construídas e povoadas com aguapé (Eichhomia crassipes) e alface d' água (Pistia stratiotes) com tempo de residência do efluente a ser tratado nas wetlands por 14 dias apresentaram eficiência de tratamento de efluentes de despesca da água de tanques de crescimento final de tilápia do Nilo, ocorrendo remoções de nutrientes nas primeiras horas de tratamento. Porém as wetlands povoadas com E. crassipes foram mais eficientes na remoção das concentrações de fósforo total, sendo mais viáveis para tratamentos de efluentes que apresentem altas concentrações de fósforo total
Abstract: The main objectives of master's dissertation were: (Chapter II) to evaluate the production and the quality of water from the cultivation of Nile tilapia (Oreochromis niloticus) in systems with substrates and without the reconditioning of water; (Chapter III) evaluate the efficiency of wetlands constructed and stocked with two species of floating aquatic macrophytes (Eichhornia crassipes and Pistia stratiotes) in the treatment of harvest wasterwater from final growth tanks which contained tilapia.The result of Chapter II shows that the use of cultivation systems without the reconditioning of water and with artificial substrates in tilapia production can present good yields, accumulating some nutrients in water from the cultivation, however this system was shown to be efficient in the absorption of inorganic nitrogen and orthophosphate during the cultivation, probably due to the presence of substrate. In Chapter III, wetlands constructed and stocked with E. crassipes and P. stratiotes, with a hydraulic retention time of 336 hours, presented efficiency in the treatment of harvest effluent from the water in the final growth tanks which contained Nile tilapia; with the removal of nutrients occurring in the first hours of treatment. But the wetlands constructed with E. crassipes were more efficient in the removal of concentrations of total phosphorus, being more feasible for wastewater treatment which has high concentrations of total phosphorus
Mestre

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiana Rocker.pdf: 2541583 bytes, checksum: a2c9e3fe99f71c1640b23b9fa0f61899 (MD5) Previous issue date: 2015-07-31
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Effluent containing toxic metals present serious risks to the environment and to living beings due to their persistence in the environment bioacumulam on trophic chain. The biosorption method has been widely tested in the treatment of these effluents, by presenting itself as a low-cost alternative and effective. The objective of this work was to analyze the process of biosorption of Cr(III) from aqueous solutions and synthetic tanning effluent using inactive biomass of aquatic macrophytes Pistia stratiotes in natura (PN) and chemically modified (PM), Salvinia molesta in natura (SN) and chemically modified (SM). The characterization of the biomasses and biosorption experiments as a function of pH, time, concentration of ion Cr(III), and desorption temperature for the purpose of determining the maximum capability of biosorption. By means of the scanning electron microscopy images of biosorbents showed uneven surfaces and heterogeneous, and in the infrared spectroscopy indicated that the chemical modification with sodium hydroxide and citric acid removed soluble phenolics and increased the carboxyl groups involved in the biosorption process. Kinetic studies showed that the average time required for the system come into balance is from 240 minutes, and all the biosorbents tested were adjusted by the pseudo-segunda order model, the biosorbents also modified adjusted intraparticle diffusion model. The results of biosorption in function of the concentration of the ion Cr(III), indicated the maximum capacity of each biosorbent. Of biosorbents in natura, SN presented the highest capacity of biosorption, with 25.70 mg g-1, on the other hand, the biomass modified PM reached capacity with 58.16 mg g-1. The results were adjusted the Freundlich isotherm, and the Langmuir model presented good adjustment to the modified biosorbents. Using the thermodynamic studies, it was found that these are spontaneous and exothermic reactions, and the results of desorption were higher for PM. The tests using raw effluent from tannery and biological treatment pond, SN proved to be more advantageous for use in the treatment of raw sewage and biological treatment pond, for presenting the highest rate of removal of Cr(III). Whereas the biomass of aquatic macrophytes P. stratiotes and S. molesta are abundant in the environment, the use of the same as biosorbent is favourable for the treatment of effluents.
Efluentes contendo metais tóxicos apresentam sérios riscos ao meio ambiente e aos seres vivos, devido sua persistência no ambiente bioacumulam-se na cadeia trófica. O método de biossorção vem sendo amplamente testado no tratamento destes efluentes, por apresentar-se como uma alternativa de baixo custo e eficaz. O objetivo do trabalho foi analisar o processo de biossorção de Cr(III) de soluções aquosas sintéticas e de efluente de curtume utilizando a biomassa inativa das macrófitas aquáticas Pistia stratiotes in natura (PN) e quimicamente modificada (PM), Salvinia molesta in natura (SN) e quimicamente modificada (SM). Realizou-se a caracterização das biomassas e experimentos de biossorção em função do pH, tempo, concentração do íon Cr(III), temperatura e dessorção com a finalidade de se determinar a capacidade máxima de biossorção. Por meio das imagens de microscopia eletrônica de varredura dos biossorventes observou-se superfícies irregulares e heterogêneas, e a espectroscopia na região do infravermelho indicou que a modificação química com hidróxido de sódio e ácido cítrico removeu compostos fenólicos solúveis e aumentou os grupamentos carboxila envolvidos no processo de biossorção. Os estudos cinéticos demonstraram que o tempo médio necessário para o sistema entrar em equilíbrio é a partir de 240 minutos, e todos os biossorventes testados foram ajustados pelo modelo de pseudo-segunda ordem, sendo que os biossorventes modificados também se ajustaram ao modelo de difusão intrapartícula. Os resultados de biossorção em função da concentração do íon Cr(III), indicaram a capacidade máxima de cada biossorvente. Dos biossorventes in natura, SN apresentou a maior capacidade de biossorção, com 25,70 mg g-1, por outro lado, nas biomassas modificadas, PM atingiu maior capacidade com 58,16 mg g-1. Os resultados foram ajustados a isoterma de Freundlich, sendo que o modelo de Langmuir apresentou bons ajustes aos biossorventes modificados. Por meio dos estudos termodinâmicos, constatou-se que tratam-se de reações espontâneas e exotérmicas, e os resultados de dessorção foram maiores para PM. Nos testes utilizando o efluente bruto de curtume e da lagoa de tratamento biológico, SN mostrou-se mais vantajosa para a utilização no tratamento do efluente bruto e da lagoa de tratamento biológico, por apresentar a maior taxa de remoção de Cr(III). Considerando que a biomassa das macrófitas aquáticas P. stratiotes e S. molesta encontram-se abundantes no meio ambiente, a utilização das mesmas como biossorvente é favorável para o tratamento de efluentes.

Submitted by MARIO EDUARDO PARDINI AFFONSECA null (maffonseca@sabesp.com.br) on 2016-09-01T12:36:30Z No. of bitstreams: 1 AVALIAÇÃO DA VIABILIDADE E APLICABILIDADE DE MACRÓFITAS AQUÁTICAS PARA POLIMENTO DE EFLUENTES DE ESTAÇÕES DE TRATAMENTO DE ESGOTO DOMÉSTICO – ESTUDO EM ESCALA REAL.pdf: 3194598 bytes, checksum: e3edf2274f08875920b89c8124a090df (MD5)
Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-09-02T13:31:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 affonseca_mep_me_bot.pdf: 3194598 bytes, checksum: e3edf2274f08875920b89c8124a090df (MD5)
Made available in DSpace on 2016-09-02T13:31:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 affonseca_mep_me_bot.pdf: 3194598 bytes, checksum: e3edf2274f08875920b89c8124a090df (MD5) Previous issue date: 2016-07-04
Vários estudos já foram realizados no Brasil, a grande maioria em escala de bancada, para avaliação da eficiência de remoção de nutrientes através do uso de macrófitas, atestando a sua viabilidade técnica. Os sistemas de tratamento de esgoto doméstico por lagoas não removem fósforo e nem a amônia, o que tem gerado uma série de problemas para atendimento às exigências legais brasileiras para a qualidade de corpos d’água que recebem esses efluentes. Além disso, o excesso de nutrientes ocasiona problemas ambientais que podem inviabilizar outros usos para esses recursos naturais. A ampla disseminação da tecnologia de tratamento por lagoas de estabilização se deu pelo baixo custo de implantação e operação, e pelos bons resultados para a remoção de parâmetros até o nível secundário. Portanto, o país possui um passivo ambiental significativo, o qual requer melhorias para que se ajuste à realidade que se busca alcançar com as restrições pelos órgãos ambientais e pelo arcabouço legal atualmente existente. Neste trabalho foram realizadas duas baterias de testes em escala real na Lagoa da Estação de Tratamento de Recreio, no Município de Charqueada, SP. Os testes foram feitos em dois períodos sazonais completamente distintos, e demonstraram que as variáveis ambientais como radiação solar, ventos e chuvas exercem influencia direta na capacidade de desenvolvimento e remoção de nitrogênio e fósforo para o grupo de macrófitas Lemnaceae, que se encontrava naturalmente instalado nesse sistema. Apesar disso, os resultados obtidos foram muito promissores, chegando a remoções médias de 75% para ambos os parâmetros, sendo os melhores resultados pontuais obtidos para a amônia. Outras constatações evidenciam a necessidade de aprofundamento quanto a melhor forma e periodicidade de manejo, considerando que não pode ser realizada retirada única com o risco de diminuir a capacidade de competitividade dessa macrófita com as algas, que também geraram impacto negativo nas remoções. Após essas constatações, foi realizado um estudo de viabilidade econômica, onde a alternativa de remoção de fósforo total por macrófitas considerou a mão-de-obra, periodicidade e destinação, com o diferencial de que a Companhia de Saneamento Básico do Estado de São Paulo adquiriu em 2013 um equipamento de baixo custo que permite compostar a massa retirada com o lodo do esgoto e dar uma destinação agrícola ao material final. O Valor Presente Líquido (VPL) foi positivo quando comparado à alternativa de implantar um sistema anexo à lagoa instalada, apenas para polimento; e comparado à implantação de um sistema compacto com remoção físico-química. Ambos os estudos foram analisados apenas para sistemas para remoção de fósforo total (PT), e não considerou a remoção de amônia.
Several studies have been conducted in Brazil, the vast majority in bench scale to evaluate the nutrient removal efficiency through the use of macrophytes, attesting to their technical feasibility. Domestic wastewater treatment systems for ponds do not remove phosphorus neither ammonia, which has generated a number of problems to meet the Brazilian legal requirements for the quality of water bodies receiving these effluents. Furthermore, the excess of nutrients causes environmental problems that may prevent other uses for these resources. The wide spread treatment technology by stabilization ponds was due to the low cost of deployment and operation, and the good results for the removal of parameters to the secondary level. Therefore, the country has a significant environmental liability, which requires improvements to fit the reality that seeks to achieve with the restrictions by environmental agencies and the currently existing legal framework. In this work were two full-scale test batteries in the Lagoon Recreational Treatment Plant in the Municipality of Recreio, SP. The tests were done in two completely different seasonal periods, and demonstrated that environmental variables such as solar radiation, wind and rain have a direct influence on the development capacity and nutrient removal for macrophyte group Lemnaceae which found itself naturally installed on this system . Nevertheless, the results were very promising, reaching mean removal of 75% for both parameters, with the best results obtained for specific ammonia. Other findings highlight the need for further development as the best way and management basis, considering that can not be performed only withdrawal at the risk of reducing the competitiveness capacity of water lettuce with algae, which also generated a negative impact on removals. Following these findings, a study was conducted of economic viability, where the alternative removal by macrophytes considered the hand labor, timing and allocation, with the difference that the Basic Sanitation Company of the State of São Paulo acquired in 2013 one low cost equipment that allows the compost mass withdrawal with sewage sludge and to an agricultural destination to the final material. The NPV was positive when compared to the alternative of deploying an attachment system the installed pond, only for polishing; and compared to the deployment of a compact system with physico-chemical removal. Both studies were analyzed only for systems for removal of PT and did not consider the removal of ammonia.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Neiva Martin.pdf: 2565426 bytes, checksum: 9ed40e36b9798ff30f3a52b416d705e9 (MD5) Previous issue date: 2008-10-08
In this work, the chromium ions bioaccumulation experiment was carried out using three species of aquatic macrophytes: Salvinia auriculata, Pistia stratiotes and Eicchornia crassipes, in order to confirm the hexavalent chromium detoxification during the biosorption process. Previously, a chromium speciation test based on chemical extraction of trivalent chromium from hexavalent chromium-doped hydroponic solutions was also performed at different pH, in order to verify if the nutritive solution pH could be responsible by the natural reduction of oxidation state on chromium before the biosorption process by the plants. No reduction from Cr(VI) to Cr(III) was observed at all solution pH. Based on the peculiar characteristics of High Resolution X-ray Fluorescence technique (HR-XRF), which allows to measure the X-ray Kß spectral line energy with good energy resolution (around 2,0 eV) for the transition metal region, the change on oxidation state of hexavalent chromium was possible to study through the Kß1,3, Kß2,5 and Kß spectral lines, which bring up information on chromium oxidation state and chemical environment. The HR-XRF measurements were performed at the XRD1 vacuum chamber available in the National Laboratory of Synchrotron Light, located near Campinas city. After collection, dry roots and chromium compound standard were prepared in compact disk by pressing. Each sample disk, spherical curved analyzer, and radiation detector were placed in a circle of Rowland within an arrangement of Johann. Another radiation detector was also used to monitoring of monochromatic X-ray beam intensity during the measurements. All the samples were irradiated by a 6.1 keV monochromatic X-ray beam. All the emission spectra were normalized to the monitor counts, and subtracted the organic matrix contribution and chromium absorption edge. Based on the spectral Kß2,5 peak intensity of roots and standard samples, the total chromium uptake concentration in plant was calculated, indicating that there is approximately 1.0 % of chromium per dry biomass after 27 days of experiment. When both Cr-Kß spectra of macrophytes roots with Cr(III) and Cr(VI) treatment were compared, their spectral Kß2,5 peak were identical in energy and width for the three aquatic plants, suggesting that the chromium reduction from hexavalent to trivalent form have occurred in all cases studied. The peak width at half maximum for Kß2,5 in all root samples were slightly larger than the chromium compound samples, which can be explained by the fact that there is the possibility to have different ligands to chromium ions inside the biological structure of roots. Based on these results, the chromium detoxification from hexavalent to trivalent form have actually happened during the biosorption of chromium into the macrophytes roots. Finally, these aquatic macrophytes have a great potential to detoxificate and accumulate of chromium ions that can be very useful to the metal removal from industrial effluents.
Neste trabalho foi feito o experimento de bioacumulação do cromo trivalente e hexavalente por três espécies de macrófitas aquáticas: Salvinia auriculata, Pistia stratiotes e Eicchornia crassipes, visando verificar a ocorrência do processo de redução do Cr(VI) durante a biossorção. Previamente, um teste de especiação de cromo baseado em extração química do cromo trivalente a partir de uma solução hidropônica dopada com cromo hexavalente, foi realizado em diferentes pHs, para verificar se o pH da solução nutritiva pode ser o responsável pela redução natural do estado de oxidação do cromo antes do processo de biossorção pelas plantas. Não foi observada a redução do Cr(VI) para Cr(III) no pH da solução de cultivo. Pelas características da técnica de Fluorescência de Raios-X de Alta Resolução em Energia (HR-XRF), que permite medir a energia das linhas espectrais de raios X Kß com alta resolução em energia (em torno de 2,0 eV) para a região dos metais de transição, foi possível estudar a mudança do estado de oxidação do cromo hexavalente através das linhas espectrais Kß1,3, Kß2,5 e Kß , que traz informação sobre o estado de oxidação do metal e seu ambiente químico. As medidas de HR-XRF foram realizadas na câmara de vácuo XRD1, no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron, em Campinas. Após a coleta, discos compactados de raízes secas e padrões de compostos de cromo foram preparados. Cada disco de amostra, o analisador esférico, e o detector de radiação foram acomodados em um círculo de Rowland com arranjo de Johann. Durante as medidas, um detector foi usado para monitorar a intensidade do feixe de raios X monocromáticos incidentes. Todas as amostras foram irradiadas com feixe monocromático de 6,1 keV. Os espectros de emissão foram normalizados pelas contagens do monitor, e subtraída as contribuições da matriz orgânica e da borda de absorção do cromo. Baseado na intensidade da linha espectral Kβ2,5 das amostras de raízes e padrões, a concentração de cromo total nas plantas foi calculada, indicando que esta é de aproximadamente 1,0% por biomassa seca após 27 dias de experimento. Os espectros de emissão Cr-Kß das raízes das macrófitas tratadas com Cr(III) ou Cr(VI) foram comparados, e as suas linhas espectrais Kβ2,5 mostraram-se idênticas em energia e largura para as três plantas aquáticas, sugerindo que a redução do cromo, de hexavalente para trivalente, ocorreu em todos os casos estudados. A largura do pico para a linha espectral Kß2,5 em todas as amostras de raízes mostrou-se maior que nas amostras de compostos de cromo, o que pode ser explicado pelo fato de que é possível haver diferentes ligantes para o íon cromo na estrutura orgânica das raízes. Baseado nesses resultados, a redução do Cr(VI) para Cr(III) ocorreu durante o processo de biossorção do cromo pelas raízes das macrófitas aquáticas. Desta forma, verifica-se que estas macrófitas têm um grande potencial para detoxificar e acumular íons cromo, podendo ser utilizada com eficiência na remoção de metais em efluentes industriais.

O presente trabalho tem como objetivo estudar a biomassa seca e homogeneizada de macrófitos aquáticos como um material sorvente de metais pesados (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd e Pb) presentes em soluções aquosas. Os macrófitos aquáticos foram coletados em recursos hídricos do Estado do Rio Grande do Sul, lavados, secos a 60°C, moídos, peneirados e embalados em sacos plásticos. Diversas propriedades físicas, bioquímicas, interfaciais e químicas dos biossorventes foram analisadas. Realizaram-se estudos de sorção em batelada com soluções sintéticas de metais pesados e, posteriormente, estudos em coluna de percolação de laboratório com soluções sintéticas e efluentes industriais de atividades de mineração e metalurgia. A sorção dos metais pesados por macrófitos aquáticos não ocorre necessariamente por processos metabólicos da planta viva. A biomassa morta de algumas espécies acumula elevadas quantidades de metais por mecanismos físico-químicos. Dentre as espécies estudadas, o Potamogeton lucens é a que apresenta maior capacidade de sorção de metais pesados. As espécies Salvinia herzogii e Eichhomia crassipes também apresentam-se eficientes. A sorção dos metais ocorre por reações de troca iônica, onde o principal grupo superficial envolvido é o carboxila. O fenômeno segue o modelo de adsorção de Langmuir e os valores máximos de acumulação foram de 1,5 meq/g para o P. lucens, 0,9 meq/g para a S. herzogii e 0,7 meq/g para a E. crassipes. A sorção dos metais pesados é máxima em valores de pH acima de 5,0. O limite na faixa básica é dado pelo pH de precipitação dos elementos metálicos na forma de hidróxidos. A seguinte ordem de seletividade foi determinada para alguns dos cátions estudados: Cu+2 > H+> Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 >Na+. A remoção dos metais pesados pode ser eficientemente realizada em colunas de percolação com leito empacotado. Após a saturação, os metais podem ser recuperados e a biomassa regenerada por eluição com soluções ácidas (por exemplo: 0,5 a 2% HCl). A biomassa dos macrófitos aquáticos mostrou-se efetiva no tratamento de efluentes de galvanoplastia e de mineração como um estágio de polimento. Em certos casos, após vários ciclos de sorção/dessorção, os biossorventes regenerados e neutralizados podem ser destinados à alimentação de animais. A calcinação dos biossorventes saturados com metais pesados permite obter concentrados de interesse metalúrgico. A alternativa tecnológica estudada é eficiente no tratamento final de efluentes líquidos contendo concentrações residuais de metais pesados. As principais vantagens deste processo são a alta cinética, a seletividade para a remoção de metais de transição e o baixo custo. Os resultados são discutidos em termos das propriedades superficiais dos biossorventes, química da solução aquosa, parâmetros termodinâmicos e cinética do processo.
The aim of this work was to study the dried and homogenized biomass of aquatic macrophytes as sorbent materiais for heavy metais (Cr(III), Ni, Cu, Zn, Cd and Pb) present in aqueous solutions. The aquatic macrophytes were collected in Rio Grande do Sul - Brazil, washed, dried at 60°C, ground in a bladed mixer and stored in plastic bags. Several physical, biochemical, interfacial and chemical properties of the biosorbents were analyzed. Sorption studies were carried out by batch procedures with synthetic solutions containing heavy metais. Additionally, sorption studies in a laboratory packed bed column with synthetic solutions and real efiluents from mining and metallurgical industries were performed. The results showed that it is not necessary the macrophytes be alive to remove heavy metais from aqueous solutions. The nonliving biomass of some species binds heavy metais by physico-chemical mechanisms. From the macrophytes studied, Potamogeton lucens showed the highest uptake capacity. The species Salvinia herzogii and Eichhornia crassipes also present a high capacity of heavy metal accumulation. The sorption mechanism by these biomaterials was found to occur mainly by an ion exchange reaction between dissolved metal ions and the carboxylic groups present on the plant surface. Sorption followed the Langmuir adsorption isotherm and maximum metal uptake was attained at 1,5 meq/g for P. Lucens, 0,9 meq/g for S. herzogii and 0,7 meq/g for E. crassipes. Maximum metal removal was obtained at pH higher than 5, O. The basic limit was given by the precipitation pH o f the heavy metais as hydroxides. The selectivity order o f sorption was determined as: Cu+2 > H+ > Zn+2 > Ni+2 > Ca+2 > Na+. Heavy metal removal can be efficiently carried out in packed bed columns. After sorbent saturation, metal ions can be recovered from the loaded biomass by elution with HCI solutions (for example: 0,5 a 2% HCI). Practical studies showed that this process is efficient for the treatment of electroplating and mining effluents as a polishing stage. In some cases, after several sorption/desorption cycles, the regenerated and neutralized biosorbents can be used for animal feeding. The calcination of the biosorbent loaded with heavy metais allowed to obtain a metal concentrate of metallurgical degree. The biomaterials studied are suitable for the final treatmet of liquid efiluents containing residual amounts of heavy metais. The main advantages of the process are the kinetics, the selectivity for transition metais and the low cost of the biosorbents. Results are discussed in terms of the surface properties of the materiais, solution chemistry, thermodynamic parameters and kinetic data.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nayara Szymanski.pdf: 2166541 bytes, checksum: d5ebf09357be44af458b98aeeb5d43bc (MD5) Previous issue date: 2011-02-11
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Aquatic macrophytes are known to remove heavy metals from the surface by adsorption or absorption and incorporate them into systems, in different ways. The main objective of this work is to study the multicomponent bioaccumulation of copper and lead by the living aquatic macrophyte Eicchornia crassipes. The experiments were performed in triplicate using about 30g healthy young plants and 5L Clark s hydroponic solution doped with non-toxic concentration of copper and lead metals combined. All experiments have been carried out in a greenhouse, for 20 days, monitoring the loss of water volume and adding deionized water as it was needed. Samples were performed in predetermined collection times (2, 4, 7, 12 and 20 days) to determined the metal content by the synchrotron radiation reflection X-ray fluorescence technique (SR-TXRF), and the measurements of SR-TXRF were performed at the Brazilian Light Synchrotron Laboratory (LNLS). It was observed that at least 90% metal concentration was removed of all experiments by bioaccumulation process, this indicates that the adsorption process is quick in roots, but slow if accumulation process takes place in aerial parts. The kinetics of biosorption that better fits the experimental data was Irreversible Langmuir for Cu and Pb, and Pseudo-first order and Pseudo-second order for Cu and Pb, respectively at the multicomponent experiment.
Macrófitas aquáticas são conhecidas por removerem metais pesados pela superfície, por adsorção ou absorção, e incorporá-los em seu sistema de diversas formas. O objetivo principal deste trabalho é estudar a remoção multicomponente de cobre e chumbo pela macrófita aquática flutuante Eicchornia crassipes viva. Experimentos foram realizados em triplicata, utilizando em média 30 gramas de plantas, jovens e sadias em 5L de solução hidropônica de Clark dosada a uma concentração não tóxica de metais cobre e chumbo em três combinações. Todos os experimentos foram conduzidos em estufa externa, durante 20 dias, monitorando-se o nível do volume de água pela adição de água deionizada quando necessário. Coletas de amostras foram feitas em tempos pré-determinados (2, 4, 7, 12 e 20 dias). A determinação das quantidades de metais foi feita utilizando-se da técnica de espectroscopia de Raios-X por Reflexão Total (SR-TXRF), e as medidas de SR-TXRF foram efetuadas no Laboratório Nacional de Luz Síncrotron (LNLS). Foi observada redução de até 90% nos valores de concentração dos metais, nos experimentos realizados, indicando que cobre e chumbo foram removidos pela macrófita pelo processo de bioacumulação, ou seja, rápida adsorção pelas raízes e um lento processo de acumulação nas partes aéreas. As cinéticas de biossorção que melhor ajustaram-se aos dados experimentais foram de Langmuir Irreversível para Cu e Pb, e de Pseudo-primeira ordem e Pseudo-segunda ordem para Cu e Pb, respectivamente no experimento multicomponente.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Luciano Lavarda.pdf: 1286405 bytes, checksum: 6e333d013ea649c1abc83af92614fc90 (MD5) Previous issue date: 2010-02-19
The aim of this work was to evaluate the adsorption capacity of Eichhornia crassipes as well as to investigate on the adsorption equilibrium and kinetic of copper, cadmium and zinc divalent ions in single, binary and ternary sorption systems. In order to improve the biosorption kinetic and experimental equilibrium conditions, the temperature effect on the plant drying was tested in 30 and 50°C temperatures, while the solution temperature effect was evaluated at four controlled temperatures, ranging from 25 to 45°C. The biosorbent grain size effect was also studied, using three fractional grain sizes between 0.147 to 0.589 mm and their mixture as well. For all tests, a volume of 50 mL for metal solution (4 mEq.L-1) was added to 250 mg dry plant in 125-mL Erlenmeyer flask. The mixtures were shaken for 12 h for each temperature setting, and then, the quantity of metal in each filtrated liquid phase sample was measured by AAS. In order to obtain the equilibrium time, the adsorption experimental times were set up at several short contact times, ranging from 5 min to 48 h. On the other hand, several batch single metal sorption experiments using the E. crassipes biomass as biosorbent were also carried out using a constant volume of 50 mL metal-supplied solution (4.0 mEq.L-1) in contact with dry biomass, ranging from 20 to 550 mg. Similarly, batch multicomponent sorption experiments, with equals and different amounts of metals spiked in biosorption medium, were performed in pH 5, during a 4 h shaking time. Within the dry temperature range tested, a higher metal removal performance was achieved for a temperature of 30oC. In the interval from 25 to 45oC controlled temperatures, the highest metal removal percent was observed to occur at 30oC solution temperature. On the other hand, the metal-sorption experiments based on fractional biomass grain sizes (0.147-0.589 mm) have not shown significant differences on the metal ion removal as compared among a mixture of them and different grain sizes tested. The results of monocomponent kinetic tests have showed that the equilibrium time was achieved around 2 h, 1 h and 45 min for Zn(II), Cu(II) and Cd(II), respectively. However, 1 and 2 h equilibrium time was achieved for Zn(II) and Cd(II), respectively, in a Zn(II)-Cd(II) binary system. In similar way, 1 and 2 h equilibrium time was achieved for Cu(II) and Cd(II), respectively, in a Cu(II)-Cd(II) binary system, while it was 45 min for both Zn(II) and Cu(II) in a Zn(II)-Cu(II) binary system. From the ternary kinetic test, equilibrium time of 45 min was observed for both Zn(II) and Cd(II), while a 1h equilibrium time was observed for Cu(II). The kinetic experimental data, at 30oC and pH 5, were found to best follow the pseudo-second order kinetic model, according to the good correlation coefficient value. The single equilibrium data for each metal at pH 5 were described according to the Langmuir isotherm model, with the same maximum metal content (qmax) values around 0.6 mEq.g-1 for all metals. While, the binary sorption data were evaluated through the Langmuir-type isotherms surface and their adjustable parameters were determined by the PSO (Particle Swarm Optimization) method. From the modeling results of the binary sorption data, the maximum metal contents were: 0.49 and 0.21 mEq.g-1 for Zn(II) and Cu(II), respectively, in Zn(II)-Cu(II) system; 0.42 and 0.17 mEq.g-1 for Cu(II) and Cd(II), respectively, in Cu(II)-Cd(II) system; 0.46 and 0.17 mEq.g-1 for Zn(II) and Cd(II), respectively, in Zn(II)-Cd(II) system. While, the maximum metal content values of 0.27, 0.65 and 0.30 mEq.g-1 were obtained for Zn(II), Cu(II) and Cd(II) ions, respectively, for a ternary sorption system. The kinetic and equilibrium adsorption results suggest that the E. crassipes biomass can be used as a low-cost, alternative biosorbent in metal treatment systems of industrial effluents.
O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de adsorção da macrófita Eichhornia crassipes, bem como investigar o equilíbrio e a cinética de adsorção dos íons divalentes cobre, cádmio e zinco, em sistemas monocomponentes, binários e ternários de sorção. A fim de melhorar a cinética de biossorção e as condições experimentais de equilíbrio, foi testado o efeito da temperatura de secagem da planta utilizando as temperaturas de 30 e 50°C, enquanto que o efeito da temperatura de sorção foi avaliada em quatro diferentes temperaturas, variando de 25 a 45°C. O efeito do tamanho dos grânulos do biossorvente também foi estudado utilizando-se três granulometrias, as quais estavam na faixa entre 0,147 e 0,589 mm e também foi testada a mistura dos grânulos sem ser peneirada. Para todos os testes, um volume de 50 mL de solução contendo os íons metálicos (4 mEq.L-1) foi colocada em contato com 250 mg de biomassa em erlenmeyers de 125 mL. As misturas foram agitadas por 12 h para cada ajuste de temperatura e, em seguida, as amostras foram filtradas e as quantidades de íons metálicos presentes na fase líquida foram medidas por espectrofotometria de absorção atômica. A fim de obter os tempos de equilíbrio foram realizados experimentos de adsorção em uma faixa de tempo variando de 5 min a 48 h. Também foram realizados testes batelada dos dados de equilíbrio utilizando a biomassa da E. crassipes como biossorvente em um volume constante de 50 mL de solução de metal (4,0 mEq.L-1) em contato com a biomassa seca, variando de 20 a 550 mg. Da mesma forma foram realizadas as bateladas experimentais de adsorção multicomponente, em pH 5, durante 4 horas de agitação. A temperatura de secagem da macrófita que obteve um desempenho maior na remoção dos íons metálicos foi a de 30°C. Para as temperaturas de sorção testadas no intervalo de 25 a 45°C, a percentagem mais elevada de remoção dos metais foi observada em 30°C. Por outro lado, os experimentos de sorção em várias granulometrias (0,147 a 0,589 mm) não mostraram diferenças significativas na remoção dos íons metálicos em relação à mistura delas ou entre as diferentes granulometrias testadas. Os resultados dos testes cinéticos monocomponentes mostraram que o tempo de equilíbrio foi alcançado em torno de 2 h, 1 h e 45 min para Zn (II), Cu (II) e Cd (II), respectivamente. No entanto, no sistema binário Zn(II)-Cd(II), os tempos de equilíbrio foram 1 e 2 h para o Zn(II) e para o Cd(II), respectivamente. De maneira similar, tempos de equilíbrio de 1 e 2 h também foram alcançados para o Cu(II) e para o Cd(II), respectivamente, no sistema binário Cu(II)-Cd(II) e de 45 min para ambos os íons Zn(II) e Cu(II) no sistema binário Zn(II)-Cu(II). A partir do teste cinético ternário foi possível observar que o tempo de equilíbrio para os íons Zn(II) e Cd(II) foram de 45 min, enquanto que para o Cu(II) o tempo de equilíbrio foi de 1h. Os dados experimentais da cinética em 30°C e em pH 5 foram melhor ajustados pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem de acordo com o valor do coeficiente de correlação obtido. Os dados de equilíbrio foram melhor descritos pela isoterma de Langmuir em pH 5 para todos os íons metálicos, obtendo os valores das capacidades máximas de sorção (qmax) em torno de 0,6 mEq.g-1 para todos os metais. Os dados de sorção para os sistemas binários foram avaliados através das isotermas de superfície de resposta pelo modelo de Langmuir e os parâmetros ajustáveis foram determinados pelo método PSO (Particle Swarm Optimization). A partir dos resultados obtidos na modelagem dos dados binários as capacidades máximas de sorção dos íons metálicos foram: 0,49 e 0,21 mEq.g-1 para o Zn(II) e o Cu(II), respectivamente, no sistema binário Zn(II)-Cu(II); 0,42 e 0,17 mEq.g-1 para o Cu(II) e o Cd(II), respectivamente, no sistema Cu(II)-Cd(II) e 0,46 e 0,17 mEq.g-1 para o Zn(II) e o Cd(II), respectivamente, no sistema Zn(II)-Cd(II). Enquanto que, para os sistema ternário, as capacidades máximas de sorção foram de 0,27; 0,65 e 0,30 mEq.g-1 para o Zn(II), o Cu(II) e o Cd(II), respectivamente. Os resultados obtidos na cinética de adsorção e de equilíbrio sugerem que a biomassa da E. crassipes pode ser utilizada com um baixo custo e é um biossorvente alternativo para o uso em sistemas de tratamento de efluentes industriais.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Luciara Ciane Port Thome.pdf: 1696527 bytes, checksum: f809752851373066f0420949b0b14357 (MD5) Previous issue date: 2008-02-13
In this work was carried out a study of the lead bioaccumulation process by living aquatic macrophytes Salvinia auriculata. Initially, they were performed toxicological and growing tests in order to determine the non-toxic lead concentration limits and the minimum amount of biomass for the lead uptake experiment duration. The bioaccumulation experiment was performed using young and healthy floating aquatic plants of species S. auriculata. Approximately 30 grams of S. auriculata were put in growing at several 8-L recipients containing 5 L hydroponics solution and a non-toxic lead concentration of 2 mg L-1, during 29 days in a greenhouse. For the lead uptake experiment, seven collection times were set up at intervals of 1, 2, 5, 8, 22 and 29 days, including the zero time and was measured the growing solution temperature and pH, and the solution volume was monitored and deionized water was added to compensate the losses by evaporation. In order to measure the total lead concentration accumulated in aqueous solution obtaining from roots and leaves and growing solution, a Synchrotron Radiation Total Reflection X-Ray Fluorescence technique was used. The lead removal factor by S. auriculata after 29 days, in experimental conditions, was around 87 %. Moreover, it was observed a strong reduction of 50 % of lead concentration in liquid phase and lead accumulation in roots after the first 24 hours of experiment, while there a constant lead concentration in roots after the second day, indicating the transport and accumulation of lead into the leaves. The lead adsorption experimental data by S. auriculata were modeling by the irreversible adsorption kinetic of Langmuir. In the model, the equation system was resolved by DASSL algorithm and the kinetic parameters were obtained and optimized by an objective function using a SIMPLEX algorithm. The adsorption rate constant (k) value was 0.12 L d mg-1 Pb+2 while the maximum lead contents (qmax) value in the biomass was 0.15 mg Pb+2 g-1. The aquatic plant S. auriculata can be a good alternative for effluent treatment through both bioadsorption and bioaccumulation mechanism. The process based on the Phytoremediation technique using aquatic plants have become a attractive economical process due to its easy applicability , low operational costs and high efficiency.
Neste trabalho foi realizado um estudo do processo de bioacumulação de Pb+2 pela macrófita aquática Salvinia auriculata. Realizaram-se inicialmente testes toxicológicos e de crescimento para determinar os níveis tóxicos de Íons de Pb+2, estipular a massa mínima adequada, duração da experiência e os intervalos de coleta para o experimento da bioacumulação. O experimento da bioacumulação foi conduzido utilizando plantas jovens e sadias da espécie aquática e flutuante S. auriculata. Foram cultivadas, durante 29 dias em estufa, aproximadamente 30 gramas em recipiente de 8 L, em várias réplicas, contendo 5 litros de uma solução hidropônica (de Clark) e uma concentração não tóxica de 2 mg Pb+2 L-1. Foram realizadas 7 coletas, incluindo a coleta 0, a intervalos de 1, 2, 5, 8, 22 e 29 dias, monitorando pH e temperatura e fazendo a reposição de água devido a perdas por evaporação. As concentrações totais de chumbo, tanto na fase fluida como na raiz e na folha, foram determinadas pela técnica SR-TXRF. O fator de remoção de chumbo pela salvinia após 29 dias de cultivo, nas condições estudadas, foi de 87 %. Além disso, foi observado que a adsorção de chumbo foi rápida nas primeiras 24 horas, reduzindo em aproximadamente 50 %. A partir do segundo dia, a concentração de chumbo é quase constante, indicando a ocorrência de transporte e acumulação de chumbo na folha. Os dados experimentais de adsorção de Íons de Pb+2 pela S. auriculata foram representados pelo modelo cinético irreversível de Langmuir. No ajuste dos dados experimentais pelo modelo proposto, utilizou-se de uma função objetivo para otimizar os parâmetros de adsorção: a constante da taxa de adsorção e a quantidade máxima de sítios disponíveis na biomassa, cujos valores obtidos foram k = 0,12 L d mg-1 Pb+2 e qmax = 0,15 mg Pb+2 g-1. A planta S. auriculata mostrou-se uma boa opção para tratamento de efluentes através dos mecanismos de adsorção e bioacumulação. O processo de remoção de metal por planta aquática comprovou ser economicamente atrativo, de fácil disponibilidade, baixos custos operacionais e alta eficiência.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pedro Y Ramos Suzaki.pdf: 2257740 bytes, checksum: e20921bc0a6b2dbdb9498b56275a75cc (MD5) Previous issue date: 2013-02-20
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
This work aimed to study the removal of dye Reactive Black 5 using as biosorbent macrophyte Limnobium spongia. It was investigated the influence of milling the biomass, the particle size, the chemical pretreatment adsorbent with the solution of NaOH 0.1 mol L¬-1 and H2SO4 0.1 mol L-1 , the stirring speed and also the influence of temperature and pH parameters. It was also determined adsorption kinetics and equilibrium. In the study of the influence of grinding, it was observed that the biomass of ground Limnobium spongia showed better results in the adsorption of the dye than the entire biomass. The different particle sizes and pretreatment of biomass tested did not influence significantly the removal of the dye. In the study stirring rate was observed that from 100 rpm external diffusional resistances are reduced to a minimum. The parameters pH and temperature were studied jointly by the method Central Composite Rotatable Design (CCRD), behavior demonstrated that these parameters are independent and greater amount of dye removed occurred at the maximum temperature 49.8°C and at pH 0.8. The kinetic study was made at temperatures of 20 and 50° C, the maximum amount of dye removed and the equilibrium time was of 81.97 mg g-1 and 6 h to 20°C and 105.6 mg g-1 and 4 h to 50°C. The kinetic data were best represented by pseudo-second order model. The equilibrium isotherms were performed at temperatures of 20, 30, 40 and 50º C. The highest removal of dye was 108.17 mg g-1 at 50°C and amount removed was 86 mg g-1 at 20°C. The equilibrium data of isotherms at all temperatures were predicted by the Langmuir model.
Este trabalho teve como objetivo estudar a remoção do corante Preto Reativo 5 utilizando como biossorvente a macrófita Limnobium spongia. No estudo da biossorção do corante, foram investigadas a influência da moagem da biomassa, o tamanho da partícula, o pré-tratamento químico do adsorvente com soluções de NaOH 0,1 mol L¬-1 e H2SO4 0,1 mol L¬-1, a velocidade de agitação e também a influência dos parâmetros temperatura e pH. Foram determinadas a cinética de adsorção e o equilíbrio. No estudo da influência da moagem, observou-se que a biomassa de Limnobium spongia moída obteve melhores resultados na adsorção do corante do que a biomassa inteira. As diferentes granulometrias e pré-tratamentos da biomassa testadas não influenciaram de forma significativa na remoção do corante. No estudo da velocidade de agitação observou-se que a partir de 100 rpm as resistências difusionais externas foram reduzidas ao seu valor mínimo. Os parâmetros pH e temperatura foram estudados de forma conjunta através do método de Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) e o resultado demonstrou que estes parâmetros são independentes e que a maior quantidade de corante removida aconteceu na temperatura máxima testada 49,8ºC e no pH 0,8 (mínimo testado). O estudo cinético foi realizado nas temperaturas de 20 e 50ºC, a quantidade máxima de corante removido e o tempo de equilíbrio foram de 81,97 mg g-1¬¬ e 6 h para 20º e 105,6 mg g-1¬¬ e 4 h para 50ºC. Os dados cinéticos foram melhor representados pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem. As isotermas de equilíbrio foram avaliadas nas temperaturas de 20, 30, 40 e 50ºC. O maior valor de remoção de corante foi de 108,2 mg g-1 na isoterma de 50ºC, enquanto que a quantidade máxima removida foi de 86 mg g-1 na isoterma de 20ºC. Os dados de equilíbrio das isotermas apresentaram comportamento previsto pelo modelo de Langmuir.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula de Oliveira.pdf: 11086894 bytes, checksum: 428ff3baaac89e47e47de37f81ccdfc5 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The main objective of this study was to verify the influence of the macronutrient phosphorus in the lead bioaccumulation process, using the living aquatic macrophyte Eicchornia crassipes. In addition, the removal capacity of lead ions and some nutrients such as P, K, Ca and Fe, by the E. crassipes was verified, obtaining also information on how these are distributed within two compartiments of the plant: roots and leaves. For this, a set of metal removal/bioaccumulation experiments, in batch mode, was performed for different concentration ranges of metal and nutrients in hydroponic conditions. Several 5 L growing solutions based on the set of macro and micronutrients specified by Clark as being adequate to cultivate plants in hydroponic conditions were prepared, containing a mixture of lead (0, 5, 10, 15 and 20 mg L-1) and phosphorus (once, twice, four and eight times of 3,2 mg L-1) concentrations among other constant essential nutrient ones. At a greenhouse and using several 8 L containers approximately 80 g of living and healthy E. crassipes aquatic macrophytes were growded in each type of 5 L growing solution, restoring its former hydroponic and metal concentration condition at each two days time interval as well as monitoring the plant weight, the aqueous medium temperature and the pH values. After predefined collection time (2, 4, 8, 16 and 32 d), samples of growing solutions and plants were separated and measured some physico-chemical parameters and then stored in plastic bags for posterior analysis. Analysis of initial and residual concentrations of lead and nutrients available in the metal-doping Clark growing solutions as well as bioaccumalated metal concentrations in the dried plant samples (roots and leaves) were performed by SR-TXRF technique, except for phosphorus concentrations which were determined by a colorimetric method. According to the TXRF results, the adsorption/accumulation of lead ions in roots and leaves of the Eichhornia crassipes was slightly favoured by the presence of high phosphorus concentrations in the metal-doping Clark growing solutions. It can be noticed that the lead removal by roots is a quit process, occurring basically a high lead adsorption in the first days, whereas the lead bioaccumulation in leaves is a low process due to ocurr a low transportation rate of nutrients for aerial parts of the aquatic plant. Beside this, high lead concentrations in metal-doping Clark solutions have negatively influenced the accumulation of phosphorous in leaves as well as a low phosphorous adsorption in roots, suggesting that there is a detrimental effect on sorption and transport of phosphourous to the leaves by the presence of lead ions. On the other hand, it was observed a high systematically increasing of potassium concentration in roots whereas a reduction on potassium ones is occurring in leaves due to the presence of lead ions, suggesting that there is a migration process of potassium from leaves to roots. It could be occurring by different possible processes such as potassium complexation in roots or occupation of lead sites by potassium during the transportation of lead to aerial parts, reducing the potassium concentration in leaves. Further nutrient and metal adsorption/bioaccumulation experiments are necessary to understand better the translocation and accumulation process of nutrients such as phosphorus and potassium when lead ions are being adsorbed and transported within the internal structure of the aquatic plant.
O objetivo principal do trabalho foi verificar a influência do macronutriente fósforo no processo de bioacumulação do chumbo, utilizando a macrófita aquática Eicchornia crassipes viva. Além disso, verificou-se a capacidade de remoção de íons chumbo e alguns nutrientes como o P, K, Ca e Fe, pela E. crassipes, obtendo-se também informações de como estes são distribuídos dentro de dois compartimentos da planta: raízes e folhas. Para tanto, foi realizado um conjunto de experimentos de remoção/bioacumulação de metal, em batelada, para diferentes faixas de concentração de metal e nutrientes em condições hidropônicas. Foram preparadas várias soluções de cultivo com base no conjunto de macro e micronutrientes especificado por Clark como sendo adequado para cultivar plantas em condições de hidroponia, contendo uma mistura de chumbo (0, 5, 10, 15 e 20 mg L-1) e fósforo (uma, duas, quatro e oito vezes 3,2 mg L-1) entre outros nutrientes fundamentais em concentrações constantes. Em uma estufa e usando vários recipientes com capacidade de 8 L, aproximadamente 80 g da macrófita aquática E. crassipes viva e saudável, foram colocadas a crescer em 5 L de cada tipo de solução de crescimento, restaurando-se as condições iniciais hidropônicas e de concentração de metal a cada dois dias, bem como monitorando o peso da planta, a temperatura do meio aquoso e os valores de pH. Após o tempo de cultivo pré-definido (2, 4, 8, 16 e 32 d), amostras de solução de cultivo e planta foram separadas, medidos alguns parâmetros físico-químicos e armazenadas em sacos plásticos para posterior análise. Análises das concentrações inicial e residual de chumbo e de nutrientes disponíveis na solução de cultivo de Clark contendo metal, assim como concentrações de metal bioacumuladas nas amostras de planta seca (raízes e folhas), foram realizadas pela técnica SR-TXRF, exceto para as concentrações de fósforo, que foram determinadas por um método colorimétrico. De acordo com os resultados da TXRF, a adsorção/acumulação de íons de chumbo nas raízes e folhas da Eichhornia crassipes foi levemente favorecida pela presença de altas concentrações de fósforo nas soluções de cultivo de Clark contendo metal. Pode-se notar que a remoção de chumbo pelas raízes é um processo rápido, ocorrendo basicamente uma alta adsorção de chumbo nos primeiros dias, enquanto que a bioacumulação de chumbo nas folhas é um processo lento devido à ocorrência de uma baixa taxa de transporte de nutrientes para a parte aérea da planta aquática. Além disso, altas concentrações de chumbo na solução de Clark podem ter influenciado negativamente o acúmulo de fósforo nas folhas, bem como uma baixa adsorção de fósforo nas raízes, sugerindo que há uma relação prejudicial na adsorção de fósforo e seu transporte para as folhas pela presença de íons de chumbo. Por outro lado, observou-se um aumento sistemático na concentração de potássio nas raízes e redução na quantidade de potássio nas folhas devido à presença de íons de chumbo, sugerindo que há um processo de migração de potássio das folhas para as raízes. Isto pode ocorrer por diferentes processos, tais como a complexação de potássio nas raízes ou a ocupação de sítios de chumbo pelo potássio durante o transporte de metal para a parte aérea, reduzindo a concentração de potássio nas folhas. No entanto, são necessários mais experimentos de adsorção/bioacumulação de nutrientes e metal para melhor entendimento do processo de translocação e acumulação de nutrientes, como fósforo e potássio, quando íons de chumbo estão sendo adsorvidos e transportados dentro da estrutura interna da planta aquática.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Patricia C Cervelin.pdf: 689466 bytes, checksum: b74333db0911dc152167518d0ffcac74 (MD5) Previous issue date: 2010-02-18
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Among the main contributors to the contamination of water by industrial waste is the textile industry. The textile sector is a major producer of chemicals, such as colors, and generator large volumes of effluent. The textile dye is a product of high toxicity, and most of them are considered carcinogenic. Thus the removal of dyes in industrial effluents is of great interest, since such contaminants can affect water clarity, the solubility of gases in receiving bodies and change the processes of photosynthesis. In addition there are technologies for the removal of dye of effluent, such as activated charcoal, few studies have examined the ability of dye removal by biological origin, which would decrease the cost of treating this waste. Thus the process of biosorption used in this study was to investigate the application of macrophyte Salvinia sp. in nature and pre-treated in a basic with NaOH, and an acid with H3PO4, as low cost biosorbent for the removal of dye Blue 5G. The effect of pH and temperature was investigated in the biosorption process and proved to be variables that affect the ability to remove the dye solution. The adsorption data were adjusted to balance using the kinetic models of pseudo-first order and pseudo-second order. The models of adsorption isotherms of Langmuir, Freundlich and Sips were used to describe the experimental data of equilibrium of biosorption process. The thermodynamic parameters of biosorption process were obtained. The results showed that the balance of the system was reached in approximately 48 hours of contact, with removal of dye Blue 5G of 98.35% for the Salvinia sp. in nature, at pH 1 and temperature of 60°C and 97.06% for the Salvinia sp. pre-treated with NaOH, 96.42% for the Salvinia sp. pre-treated with H3PO4 at a temperature of 45°C. The model of pseudo-second order showed satisfactory fit with experimental data. Among the models studied, the Langmuir isotherm described excellently the experimental data for the three biomasses studied, with maximum adsorption capacity of 24.26 mg/g at 30°C for biomass pre-treated in basic mean. The study of thermodynamic parameters of biosorption of dye Blue 5G showed that biosorption is endothermic nature and has a great affinity between the biomass and dye. This study found that the biomass of macrophyte Salvinia sp. pré-treated with NaOH has potential application in the removal of reactive dye Blue 5G, as alternative adsorbent and low cost.
Entre os principais contribuintes para a contaminação de águas por resíduos industriais pode-se citar a indústria têxtil. O setor têxtil é conhecido pela elevada utilização de produtos químicos, como os corantes, e gerador de grandes volumes de efluente. O corante têxtil é um produto de alta toxicidade, sendo que em sua maioria são considerados carcinogênicos. Desta forma a remoção de corantes em efluentes industriais é de grande interesse, uma vez que esse contaminante pode afetar a transparência da água, a solubilidade dos gases nos corpos receptores e alterar os processos de fotossíntese. Mesmo com variadas tecnologias para remoção de corante do efluente, como carvão ativado, são raros os estudos que tem analisado a capacidade de remoção de corantes por origem biológica, o que diminuiria os custos de tratamento desse resíduo. Desta forma o processo de biossorção empregado neste trabalho teve por objetivo investigar a aplicação da macrófita Salvínia sp. in natura, e pré-tratada em meio básico com NaOH, e em meio ácido com H3PO4, como biossorvente de baixo custo para a remoção do corante comercial reativo Azul 5G. O efeito do pH e da temperatura foi investigado no processo de biossorção e mostraram ser variáveis que afetam a capacidade de remoção do corante da solução. Os dados de adsorção de equilíbrio foram ajustados empregando os modelos cinéticos de pseudo-primeira ordem e pseudo-segunda ordem. Os modelos de isotermas de adsorção de Langmuir, Freundlich e Sips foram utilizados para descrever os dados experimentais de equilíbrio do processo de biossorção. Os parâmetros termodinâmicos do processo de biossorção foram obtidos. Os resultados demonstraram que o equilíbrio do sistema foi atingido em aproximadamente 48 horas de contato, com remoção de corante Azul 5G de 98,35% para a Salvínia sp. in natura e 97,06% para a Salvinia sp. pré-tratada com NaOH, em pH 1 e temperatura de 60°C, e remoção de 96,42% para a Salvínia sp. pré-tratada com H3PO4 em temperatura de 45°C. O modelo de pseudo-segunda ordem apresentou ajuste satisfatório com os dados experimentais. Entre os modelos estudados, a isoterma de Langmuir e Sips descreveram satisfatoriamente os dados experimentais para as três biomassas estudadas, apresentando capacidade máxima de adsorção de 24,26 mg/g e 24,83 mg/g, para Langmuir e Sips, respectivamente, à temperatura de 30°C para a biomassa pré-tratada em meio básico. O estudo dos parâmetros termodinâmicos de biossorção do corante Azul 5G demonstrou que a biossorção é de natureza endotérmica e demonstra grande afinidade entre a biomassa e o corante. Este estudo verificou que a biomassa da macrófita Salvínia sp. pré-tratada com NaOH apresenta potencial de aplicação na remoção do corante reativo Azul 5G, como adsorvente alternativo e de baixo custo.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gustavo H F dos Santos.pdf: 2924329 bytes, checksum: 74a03389110637af2cd08afee90b23ec (MD5) Previous issue date: 2012-02-16
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The main objective of this study was to evaluate the types of biosorption mechanisms involved in the removal of copper, zinc and cadmium divalent ions by dead Egeria densa macrophyte biomass. Batch adsorption experiments, consisting of mixtures of 0.3 g biomass and 50 mL metal solution were performed at initial pH 5, and under constant temperature (50 oC) and shaking conditions. The PIXE analytical technique was applied to determine the metal concentration in aqueous and solid phases. All PIXE measurements were performed at the Ion Beam-based Material Analysis Laboratory of the Physics Institute of the São Paulo University. Preliminary to adsorption experiments, the point of zero charge assigned to E. densa biosorbent was determined to be at a 5.0-6.5 pH value range. From metal speciation diagrams, the Cu, Zn, Cd and Ca divalent ions are expected to be majorities below the pH values of 5, 6, 8, and 10, respectively, whereas above these pH regions other metal compounds are mainly expected. As confirmed by measured pH values of 5.0 ± 0.2 at all experiments of adsorption and desorption, E. densa biosorbent submerged in each metal solution has exhibited zero net electrical charge on its surface, indicating that the removals of Cu²+, Zn²+, and Cd²+ and the desorption of these metal ions should be mainly performed by the ion exchange mechanism. According to the mass balance analysis performed for each metal adsorption experiment, the ion exchange process was confirmed to be the main mechanism for the metal removal and desorption by the E. densa biosorbent. At pH value of 5 the E. densa biosorbent surface shows a behavior of ion exchanger.
O objetivo principal deste trabalho foi avaliar os mecanismos de biossorção envolvidos na remoção dos íons cobre, zinco e cádmio pela macrófita aquática Egeria densa inativa. Experimentos de sorção monocomponente foram realizados em sistema batelada, misturando 0,3 g do biossorvente com 50 mL de solução metálica, com pH inicial 5,0, sob agitação constante e temperatura controlada em 30°C, em uma incubadora refrigerada com agitação. A determinação da concentração das espécies iônicas nas fases líquida e sólida foi realizada pela técnica espectroscópica PIXE (Particle Induced X-ray Emission). As medidas foram realizadas no Laboratório de Análise de Materiais por Feixes Iônicos do Instituto de Física da USP. Foram realizados experimentos para determinação do ponto de carga zero (pHPCZ) da biomassa e elaborados diagramas de especiação dos metais. O pHPCZ da macrófita Egeria densa foi encontrado na faixa entre 5,0 a 6,5. Por meio de diagramas de especiação, observou-se que as formas iônicas Cu²+, Zn²+, Cd²+ e Ca²+ são predominantes nas faixas de pH entre 0 - 5,0; 0 - 5,0; 0 - 8,0 e 0 - 10,0, respectivamente. O pH final medido em todos experimentos de biossorção e de regeneração da biomassa, foi em média de 5,0 ± 0,2. Desta forma, nos experimentos de sorção, os íons cobre, zinco, cádmio e cálcio encontravam-se na forma divalente. Nas condições operacionais utilizadas, a biossorção dos íons metálicos cobre, cádmio e zinco, pela macrófita Egeria densa, em pH inicial 5,0, ocorreu principalmente pelo mecanismo de troca iônica, com os cátions cálcio, sódio e potássio. Na regeneração da macrófita utilizando solução de CaCl2, também foi verificado que o mecanismo envolvido neste processo foi de troca iônica. O processo de dessorção dos íons metálicos ocorreu, devido ao comportamento da biomassa ser equivalente a de um trocador iônico.