Remoção de um corante alimentar em dois suportes sólidos por adsorção

O carvão ativado e a argila natural são excepcionalmente promissores para a remoção de corantes em solução em água.Argila natural e carvão ativado foram caracterizados utilizando técnicas de difração de raios X DRX e espectrofotometria FTIR (Fourier-transform infrared), o corante alimentar foi caracterizado por UV-Visível.Foram estudados os efeitos de vários parâmetros experimentais, como concentração inicial de carmim, tempo de contato, temperatura e pH.A remoção do corante aumenta com a diminuição da concentração inicial de carmim e do tempo de contato da solução.A porcentagem de remoção de carmim aumenta proporcionalmente, chegando a 97% para o carvão ativado e 67% para a argila natural.Os modelos de adsorção de Langmuir e Freundlich foram utilizados para as descrições do equilíbrio de adsorção.Os dados foram muito bem corrigidos com esses modelos.As capacidades de adsorção em monocamada foram iguais a 31 mgg-1 em pH 8,0 e 27°C.Medições de adsorção mostram que o processo de adsorção é muito rápido e de natureza física.Parâmetros termodinâmicos como entalpia ∆H°, entropia ∆S° e entalpia livre ∆G° também foram avaliados para revelar a natureza da adsorção.Os resultados explicam que o processo de adsorção é uma fisissorção exotérmica e espontânea.Activated carbon and natural clay are extremely promising for the removal of dyes in a water solution. Natural clay and activated carbon were characterized using X-ray diffraction (XRD) and Fourier-transform infrared spectroscopy (FTIR) techniques, and the food dye was characterized by UV-Visible. The effects of various experimental parameters, such as initial carmine concentration, contact time, temperature and pH were studied. The removal of the dye increases with the decrease in the initial concentration of carmine and the contact time of the solution. The percentage of carmine removal increases accordingly, reaching 97% for activated carbon and 67% for natural clay. Langmuir and Freundlich adsorption models were used for the adsorption equilibrium descriptions. The data was very well corrected with these models. Monolayer adsorption capacities were equal to 31 mgg-1 at pH 8.0 and 27°C. Adsorption measurements show that the adsorption process is very fast and physical in nature. Thermodynamic parameters such as enthalpy ∆H°, ∆S° entropy and ∆G° free enthalpy were also evaluated to reveal the nature of adsorption. The results explain that the adsorption process is an exothermic, spontaneous physisorption

Occurrence of drugs and endocrine disruptors in the filters washing water from a water treatment plant in Belém (PA), Brazil

The present work aimed to investigate the occurrence of 24 drugs and endocrine disruptors in the filters washing water from the Bolonha Water Treatment Plant in Belém, State of Pará, Brazil, since these residues are often released into water courses. The correlation of these microcontaminants with physicochemical and biological characteristics investigated in the studied matrix was also evaluated. For the research, six sampling campaigns were carried out during the rainy season and six in the dry season. The compounds determination was performed by solid phase extraction and chromatography coupled to mass spectrometry, gas chromatography for Ibuprofen, Paracetamol, 4-Nonylphenol, 4-Octylphenol, Bisphenol A, Gemfibrozil, Estrone, Estradiol, Ethinylestradiol, and Estriol, and in liquid phase for the other compounds. The compounds detected at higher concentrations than the others were Losartan (5.5 to 738.7 ng/L) and Bisphenol A (20.9 to 518.9 ng/L), also with the highest frequency. Multivariate analyzes showed that drugs and endocrine disruptors were more positively related to each other and to turbidity during the rainy season, with emphasis on 4-Octylphenol, Bisphenol A, Losartan and Loratadine, results that strengthen the hypothesis of precipitation’s influence on the variables studied.O presente trabalho teve como objetivo investigar a ocorrência de 24 fármacos e desreguladores endócrinos na água de lavagem dos filtros da estação de tratamento de água (ETA) Bolonha, Belém, Pará, Brasil, uma vez que esses resíduos muitas vezes são lançados em cursos d ́água. Buscou-se avaliar também a correlação desses microcontaminantes com características físico-químicas e biológicas investigadas na matriz estudada. Para a pesquisa foram realizadas seis campanhas amostrais durante o período chuvoso e seis campanhas amostrais no período seco. A determinação dos compostos foi feita por extração em fase sólida e cromatografia acoplada à espectrometria de massas, cromatografia em fase gasosa para Ibuprofeno, Paracetamol, 4-Nonilfenol, 4-Cctilfenol, Bisfenol A, Genfibrozila, Estrona, Estradiol, Etinilestradiol e Estriol e em fase líquida para os demais compostos. Os compostos Losartan (5,5 a 738,7 ng/L) e Bisfenol A (20,9 a 518,9 ng/L) foram detectados com concentrações mais elevadas que os demais, sendo também os compostos com maior frequência de ocorrência. As análises multivariadas mostraram que os fármacos e desreguladores endócrinos estiveram mais relacionados positivamente entre si e com a turbidez durante o período chuvoso, com destaque ao 4-Octilfenol, Bisfenol A, Losartan e Loratadina, resultados que fortalecem a hipótese de influência da precipitação nas variáveis estudadas

Análise dos impactos socioeconômicos nas etapas de construção e operação de usinas hidrelétricas na Amazônia Legal

Hydropower plants (HPPs) play an important role in the Brazilian energy matrix, largely in the Amazon region where the largest amount of hydropower generation potential is found. Therefore, this study aimed to analyze socioeconomic impacts caused in the stages of building and operating a large HPP in the Legal Amazon region. For such a purpose, the socioeconomic impacts detected in environmental studies of five projects (Belo Monte, Jirau, Peixe Angical, São Manoel and São Salvador) were analyzed. Socioeconomic impacts were sorted out according to the stage of their life cycle (construction and operation); these impacts were compared using a matrix and a descriptive analysis of data. Many similarities and correlations between the socioeconomic impacts were found in five studies. During the analysis, it was found that numerous impacts were improperly mitigated in these studies. Furthermore, social costs, such as population relocation, are typically underestimated, and gains brought by operating the HPP are overestimated. It is expected that an assessment of socioeconomic impacts caused by HPP in the Legal Amazon is going to allow broadening discussions about these constructions in areas of socioenvironmental sensitivity. Moreover, it is found that socioeconomic impacts in assessed studies are associated with multiple conflicts between the population affected by the project, government, and enterprise.As usinas hidrelétricas (UHE) ocupam importante papel na matriz energética brasileira. Sobretudo, na região da Amazônia, onde se localiza a maior parcela do potencial hidrelétrico inventariado. O presente trabalho teve como objetivo analisar os impactos socioeconômicos ocasionados nas etapas de construção e operação de UHE de grande porte na região da Amazônia Legal. Para isso, foram analisados os impactos socioeconômicos identificados em Salvador). Os impactos socioeconômicos foram segregados de acordo com a etapa do ciclo de vida do empreendimento (construção e operação); comparou-se os impactos em uma matriz e os dados foram analisados de forma descritiva. Verificou-se que existem muitas similaridades e correlação entre os impactos socioeconômicos levantados nos 5 estudos selecionados. Durante a análise, verificou-se que muitos dos impactos levantados nos estudos não foram devidamente mitigados. De maneira geral os custos sociais, como a realocação da população são subestimados, e os ganhos pela operação da UHE são superestimados. Espera-se que o levantamento realizado dos impactos socioeconômicos ocasionados por UHE na Amazônia Legal possibilite ampliar a discussão sobre estas obras em áreas de sensibilidade socioambiental. Por fim, conclui-se que os impactos socioeconômicos presentes nos estudos avaliados estão associados a múltiplos conflitos entre a população atingida pelo empreendimento, o poder público e o empreendedor

Assessment of economic impacts in flood events in Lages/SC, Brazil

Flood processes become increasingly harmful to communities due to factors such as climate change and land use. This study aims to evaluate the economic damages of flood events in an area of the urban basins of Lages/SC. Thus, four plans were considered for economic evaluation: one referring to conditions without protective measures and three with the application of elevation of structures at different heights, as well as two scenarios of the evolution of urban occupation. The rainfalls were obtained through the Gumbel probabilistic model to estimate the maximum accumulated precipitations over 5 days, with the hydrological modeling carried out at the HEC-HMS. The hydrodynamic modeling was performed in HEC-RAS through the simulation of a 1D model. The HEC-FDA model was used to perform the risk reduction analysis of damage caused by floods, where the expected annual damages (EAD) were calculated for the four proposed plans as well as for the urban growth scenarios. The results showed that the application of the mitigating measure of raising the structures reduced the EAD by up to 83.10%. As for the scenario of the evolution of urban growth, there was an increase in EAD of 62.09%, in the interval of 20 years. The HEC-FDA model has been demonstrated as good software for assessing the economic damage of floods in different scenarios, showing results that can help decision-makers in the development of public policies.Os processos de inundação tornam-se cada vez mais prejudiciais às comunidades, em razão de fatores como as mudanças climáticas e o uso do solo. Este estudo teve como objetivo avaliar os danos econômicos de eventos de inundações em área das bacias urbanas de Lages/SC. Foram considerados quatro planos para a avaliação econômica, um referente a condições sem medidas protetivas e três com a aplicação de elevação de estruturas em diferentes alturas, bem como dois cenários de evolução da ocupação urbana. As chuvas foram obtidas por meio do modelo probabilístico de Gumbel, para a estimativa das chuvas máximas acumuladas de cinco dias, com a modelagem hidrológica realizada no hydrologic modeling system (HEC-HMS). A modelagem hidrodinâmica foi executada no river analysis system (HEC-RAS), por meio da simulação de modelo 1D. O modelo HEC-FDA foi utilizado para a realização da análise de redução de risco de danos causados por inundações, em que foram calculados os danos anuais esperados (EAD) para os quatro planos propostos, bem como para os cenários de crescimento urbano. Os resultados demostraram que a aplicação da medida mitigadora de elevação das estruturas reduziu o expected annual damage (EAD) em até 83,10%. Já para o cenário de evolução do crescimento urbano, observou-se aumento do EAD em 62,09% no intervalo de 20 anos. O modelo FDA demostrou ser uma boa ferramenta para a análise dos danos econômicos de inundações em diferentes cenários, com resultados que podem auxiliar os tomadores de decisões na fomentação de políticas públicas

Metodologia para equação IDF baseada em registros pluvigráficos reduzidos

In the climate change scenario, extreme rainfall events are increasing in significance and frequency. It is essential to estimate the maximum precipitation intensity for designing hydraulic-hydrological structures, such as macrodrainage. Thus, this study makes a comparison between disaggregation coefficients and forms of the intense rainfall equation to determine an Intensity, Duration and Frequency (IDF) equation for Barcarena-PA. The rainfall historical series available in the Hidroweb database extends between 1981 and 2018. The Gumbel distribution presents the best fit in the return periods: 2, 5, 10, 50, 100, 200 and 1000 years, by the following tests: Filliben, Variance and Kolmogorov-Smirnov. The disaggregation of 1-day precipitation into shorter durations was done in two ways: using disaggregation coefficients recommended by the literature, as well as local disaggregation coefficients. For the construction of the IDF equation, two frequently used representations were considered: the first based on the determination of the coefficients: K, a, b and c; and the second, described in the Pluviometric Atlas of Brazil (APB), determines the coefficients: A, B, C, D and δ. The results indicated that the use of local disaggregation coefficients, in this case DCBarcarena, with adjustment coefficient R2=0.9945, together with the use of the equation described in the APB, provides the best fit, R2=0.9998, to historical data. When compared with other IDF equations from Barcarena-PA, the previous finding is clear in terms of underestimating the intensity values. Thus, the methodology presented here can be extended to locations with reduced sub-daily rainfall records associated with large annual maximum daily rainfall records.Eventos extremos de chuvas estão cada vez mais significativos e frequentes no cenário de mudanças climáticas. Para o dimensionamento de estruturas hidráulico-hidrológicas, como macrodrenagem, é fundamental a estimativa da intensidade máxima precipitada. Assim, esta pesquisa apresenta um comparativo entre coeficientes de desagregação e formas da equação de chuvas intensas para determinar uma equação de intensidade, duração e frequência (IDF) para Barcarena/PA. A série histórica pluviométrica disponível no banco de dados Hidroweb estendeu-se entre 1981 e 2018. Os dados avaliados pelos testes Filliben, análise de variância e Kolmogorov-Smirnov apontaram a distribuição Gumbel com melhor aderência nos períodos de retorno: 2, 5, 10, 50, 100, 200 e 1.000 anos. Para a desagregação da precipitação de um dia em durações menores, utilizaram-se coeficientes de desagregação recomendados pela literatura, bem como coeficientes de desagregação locais. Para a construção da equação IDF foram consideradas duas representações frequentemente usadas: a primeira baseada na determinação dos coeficientes K, a, b e c; e a segunda, descrita no Atlas Pluviométrico do Brasil (APB), que determina os coeficientes A, B, C, D e α. Os resultados mostraram que o uso de coeficientes de desagregação locais, neste caso DCBarcarena, melhora a aderência da equação aos dados históricos, com coeficiente de ajuste R2=0,9945, e o uso da equação descrita no APB fornece ajuste ainda melhor, com R2=0,9998. Quando confrontada com outras equações IDF de Barcarena/PA, a constatação anterior fica evidente, isto é, subestima os valores de intensidade. Dessa forma, a metodologia ora apresentada pode ser estendida para localidades com série reduzidas de registros pluviográficos associados aos registros pluviométricos

Reaproveitamento de efluentes de frigoríficos bovinos: avaliação multicritério

Os abatedouros de bovinos geram grande quantidade de efluentes com alta concentração de compostos orgânicos e inorgânicos. Entretanto, a escolha de tecnologias adequadas pode produzir efluentes com qualidade suficiente para a prática do reúso como estratégia de economia de água. Este estudo teve como objetivo determinar a eficiência de sistemas de tratamento de efluentes de frigoríficos bovinos para promover o reaproveitamento de efluentes, especificamente para a fertirrigação. A análise multicritério foi empregada, adotando-se o método ELECTRE I. Foram consideradas as alternativas de tratamento de efluentes, a definição do grau de importância e os pesos de cada critério estabelecido. O volume estimado de efluentes gerados em frigoríficos no Brasil foi de 85,374 milhões de m³/ano, com alta concentração de demanda bioquímica/ química de oxigênio, nutrientes, óleos e graxas, sólidos e E. coli. As tecnologias de tratamento que apresentaram melhor desempenho foram reator upflow anaerobic sludge blanket — UASB + ultrafiltração e lodo ativado + ultrafiltração, produzindo efluentes com qualidade compatível para reúso agrícola pela legislação brasileira.Cattle slaughterhouses generate a large amount of effluent with a high concentration of organic and inorganic compounds. However, the choice of appropriate technologies can produce effluents with sufficient quality for the practice of reuse as a strategy for saving water. This study aimed to determine the efficiency of effluent treatment systems from cattle slaughterhouses to promote the reuse of effluents, specifically for fertigation. The multicriteria analysis was employed, adopting the ELECTRE I method. The effluent treatment alternatives, the definition of the degree of importance, and the weights of each established criterion were considered. The estimated volume of effluents generated in slaughterhouses in Brazil was 85.374 million m³/year, with a high concentration of biochemical/chemical oxygen demand, nutrients, oils, and greases, solids, and E. coli. The treatment technologies that showed the best performance were UASB reactor + ultrafiltration and activated sludge + ultrafiltration, producing effluents with compatible quality for agricultural reuse under Brazilian legislation

Equipamento inderbitzen modificado para simulação da erosão hídrica em amostras de solo indeformado

Several devices have been developed to assess soil losses by water erosion. However, they rarely assess the combined effects of raindrop impact and surface runoff together with vegetation cover on varying slopes. This study aimed to design and validate an equipment, on laboratory scale, to evaluate the effect of water erosion on undisturbed soil samples with and without plant cover, as well as to assess the kinetic energy of simulated rain and the resultant shear stress at varying runoff intensities. The equipment is composed of a rainfall simulator, an adjustable stand for different slopes and falling heights, and a runoff ramp for testing undisturbed soil samples measuring 15 x 20 x 40 cm (height, width, and length). In this study, the equipment simulated and evaluated the effect of precipitation and runoff on soil losses, allowing to obtain different values of the kinetic energy of precipitation and runoff. For a f low rate of 12 L min-1 and slope of 35%, the shear stress could reach up to 8 Pa. Furthermore, the equipment showed the effect of vegetation cover and slope on soil losses in different granulometric fractions (< 0.106 mm, 0.106 to 0.25 mm, 0.25 to 0.5 mm, 0.5 to 1.0 mm, 1.0 to 2.0 mm, and > 2.0 mm), revealing the potential of its use in several erosion studies on a laboratory scale.Diversos equipamentos foram desenvolvidos para a avaliação das perdas de solo por erosão hídrica. No entanto, raramente eles avaliam o efeito do impacto das gotas de chuva e do escoamento superficial em conjunto com a cobertura vegetal em diferentes declividades. Este estudo objetivou projetar e validar um equipamento, em escala de laboratório, para avaliar o efeito da erosão hídrica em amostras indeformadas de solo, bem como avaliar a velocidade de queda e tamanho das gotas de chuva simulada na superfície do solo e a intensidade do escoamento superficial em amostras com e sem cobertura vegetal. O equipamento é composto de um simulador de chuva, um suporte ajustável para diferentes declividades e alturas de queda e uma rampa de escoamento para testar amostras de solo indeformadas, com 15 x 20 x 40 cm (altura, largura e comprimento). Neste estudo, o equipamento simulou e avaliou o efeito da precipitação e do escoamento superficial nas perdas de solo, possibilitando a obtenção de diferentes valores de energia cinética de precipitação e escoamento. Para uma vazão de 12 L min-1 e inclinação de 35%, a tensão de cisalhamento pode chegar a 8 Pa. Além disso, o equipamento evidenciou o efeito da cobertura vegetal e da declividade nas perdas de solo em diferentes frações granulométricas (< 0,106 mm, 0,106 a 0,25 mm, 0,25 a 0,5 mm, 0,5 a 1,0 mm, 1,0 a 2,0 mm, e > 2,0 mm), demonstrando o potencial do seu uso em diversos estudos de erosão em escala de laboratório

Groundwater management in the state of Piauí (Brazil) on the climate change context

This article aims to evaluate the current state of groundwater management in the state of Piauí, considering the scenario of climate change and its adverse effects on aquifers. The analysis is based on the socioeconomic reality of the state, the availability and demand of groundwater resources, and the level of management and the possible impacts of climate change on the state. What is noticeable is that for the projected scenarios of climate change in the state, groundwater becomes a strategic source in mitigating the effects of climate change; however, the diagnosis produced shows that the state has already been using this resource too much, but without an efficient control of the public power. This combination tends toward a pessimistic view of both the state and groundwater in relation to climate change.O presente artigo tem o objetivo de avaliar o estado atual da gestão das águas subterrâneas no estado do Piauí considerando o cenário das mudanças climáticas e seus efeitos adversos sobre os aquíferos. A análise é feita a partir da realidade socioeconômica do estado, da disponibilidade e demanda dos recursos hídricos subterrâneos e do nível de gestão e os possíveis impactos das mudanças climáticas para o estado. O que se nota é que para os cenários projetados das mudanças climáticas no estado, as águas subterrâneas tornam-se uma fonte estratégica na amenização dos efeitos das mudanças climáticas, entretanto, o diagnóstico produzido mostra que o estado já vem utilizando esse recurso em demasia, mas sem um controle eficiente do poder público. Essa combinação tende para uma visão pessimista tanto para o estado quanto para as águas subterrâneas em relação às mudanças climáticas

Sustainability performance evaluation of municipal selective collection systems applied to a case study

Apesar da existência de várias iniciativas de reciclagem de resíduos secos no Brasil, as taxas de recuperação de materiais recicláveis ainda permanecem em patamares inferiores a 3% na média nacional. Nesse contexto, torna-se necessário realizar uma etapa inicial de diagnóstico, voltado a identificar o desempenho do sistema, para que ações de melhoria possam ser implementadas, considerando-se as particularidades de cada sistema. O objetivo deste estudo foi aplicar um método capaz de gerar o diagnóstico de um sistema de coleta seletiva, por meio da identificação de um índice de sustentabilidade, calculado com base em 16 indicadores de desempenho. A pesquisa aplicada ao município de Volta Redonda foi organizada em três etapas: identificação do método de avaliação de desempenho; coleta de dados e cálculo dos indicadores; e cálculo do índice de sustentabilidade. O valor do índice encontrado para o município foi de 0,47, o que representa um nível desfavorável de sustentabilidade. Neste caso, constata-se que o município de Volta Redonda está fazendo apenas um baixo e insuficiente investimento em seu sistema de coleta seletiva. Os fatores que contribuíram para esse baixo índice são: plano de gestão de resíduos sólidos não vigente, baixa cobertura de coleta e baixa taxa de recuperação de materiais recicláveis, alta taxa de rejeito e alto custo da coleta seletiva, taxa não vigente para cobrança pela prestação do serviço de coleta seletiva, precárias condições de trabalho, de saúde e de segurança dos cooperados e falta de cadastro de residências na doação de materiais recicláveis.Despite the existence of several waste recycling initiatives in Brazil, the national average of recyclable material recovery rates still remains below 3%. In this context, it is necessary to diagnose the performance of systems to implement improvement actions, considering the particularities of each system. In this study, we describe the application of a method capable of diagnosing the effectiveness of selective collection systems by identifying a general sustainability index, calculated based on 16 performance indicators. The study focused on the city of Volta Redonda and was organized into three stages: identification of the performance evaluation method; data collection and calculation of indicators; and calculation of the sustainability index. The index value found for the city was 0.47, which represents an unfavorable level of sustainability. In this case, Volta Redonda is making insufficient investments in its selective waste collection system. The factors that contributed to this low index are: an outdated solid waste management plan, low collection coverage, low recovery rate of recyclable materials, high rejection rate, high selective collection cost, outdated cost of selective collection service, precarious occupational health and safety conditions of members of waste picker cooperatives, and lack of registration of residences for donation of recyclable materials

Biochar in copper reduction in black beans and soil decontamination

When present in high concentrations in the soil, copper causes toxicity in plants, requiring the development of studies for the reduction or immobilization of this element. In this sense, biochar could be an alternative to immobilizing copper in the soil, aiming for lower levels of this element in the biomass and grains of black beans (Phaseolus vulgaris) used for human consumption. However, there are variations in biochar reactivity due to its source material and pyrolysis time. Therefore, the objective of the present study was to determine the effect of eucalyptus biochar on the availability of copper in the soil and on its contents in beans grown in contaminated soil. The experimental design was completely randomized in a 5 × 2 factorial arrangement, with five doses of biochar (0.0, 0.5, 1.0, 1.5, and 2.0% mm-1 of dry soil), soil without and with the addition of copper (1,000 mg kg-1 of dry soil), and with eight repetitions. Thecopper content available in the soil, root, aerial part, and bean grain; the chlorophyll index; and the bioconcentration and translocation factors of copper in the plant were evaluated. Biochar derived from eucalyptus residues decreases copper availability in contaminated soil. The copper levels in the roots, aerial part, and grains of P. vulgaris are reduced with the application of biochar to the soil, remaining in the grains, from a dose of 1.66% mm-1, below the maximum limit tolerable by Brazilian legislation.O cobre em elevada concentração no solo, causa toxidez nas plantas, sendo necessário o desenvolvimento de estudos que reduzam, ou imobilizem esse elemento. Nesse sentido, o biocarvão poderia ser uma alternativa para a imobilização de cobre no solo, visando menores teores deste elemento na biomassa e nos grãos do feijão preto (Phaseolus vulgaris) utilizado para consumo humano. Contudo, há variações na reatividade do biocarvão em decorrência do seu material de origem e tempo de pirólise. Portanto, o objetivo deste trabalho foi determinar o efeito do biocarvão de eucalipto na disponibilidade de cobre no solo e nos teores em feijão cultivado em solo contaminado. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado em arranjo fatorial 5 × 2, sendo cinco doses de biocarvão (0, 0.5, 1, 1.5 e 2% mm-1 de solo seco), solo sem e com adição de cobre (1.000 mg kg-1 de solo seco), com oito repetições. Avaliou-se o teor de cobre disponível no solo, teor de cobre na raiz, na parte aérea e no grão do feijão; índice de clorofila e fatores de bioconcentração e de translocação de cobre na planta. O biocarvão derivado de resíduos de eucalipto diminui a disponibilidade de cobre em solo contaminado. Os teores de cobre na raiz, parte aérea e nos grãos de Phaseolus vulgaris são reduzidos com a aplicação de biocarvão no solo, mantendo-se nos grãos, a partir da dose 1,66% mm-1, abaixo do limite máximo tolerável pela legislação brasileira