Valorização de resíduos carbonosos de gasificação como precursores de materiais para adsorção de poluentes em fase aquosa

Tese de doutoramento, Energia e Ambiente (Energia e Desenvolvimento Sustentável), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014Resíduos carbonosos (de leito e ciclone) resultantes da gasificação de pinho, carvão Puertollano e mistura destes, foram ativados com K2CO3, utilizando diferentes condições experimentais, levando à obtenção de amostras com áreas superficiais específicas atingindo 1500 m2g-1. A realização de pré-tratamentos não se mostrou uma opção viável pois não levaram a um maior desenvolvimento da porosidade (térmico), ou implicavam um processo mais longo e dispendioso (desmineralização). O desempenho de carvões provenientes do resíduo de pinho como adsorventes de fármacos em fase aquosa foi comparável, ou superior, ao de carvões comerciais. No caso da adsorção de cafeína, a afinidade do molécula é determinada pela química de superfície dos carvões. A capacidade de adsorção dos materiais é determinada pela existência de distribuições de microporos contínuas, que permitem maximizar o empacotamento da molécula na microporosidade. Relativamente à adsorção de paracetamol mostrou-se que a velocidade inicial do processo é determinada pela presença de supermicroporos e a afinidade pela existência de distribuições de tamanho de microporos com o máximo coincidente com a dimensão crítica do dímero (espécie predominante em solução). O estudo do efeito da temperatura (20-40C) demonstrou a complexidade do processo e importancia determinante da rede microporosa para justificar o aumento da quantidade adsorvida com a temperatura observado nas amostras obtidas a partir dos residuos de gasificação. Os resultados de adsorção de iopamidol provaram que a velocidade inicial do processo depende da presença de distribuições de mesoporos muito largas e a capacidade de adsorção está diretamente relacionada com o volume de meso+microporos. Um dos materais produzidos no laboratório atingiu uma capacidade da monocamada aproximadamente duas vezes superior à da amostra comercial testada. Tal justificou-se pela presença de uma distribuição de tamanho de microporos contínua em toda a gama de poros. A regeneração dos materais foi considerada apenas como uma primeira abordagem, devendo no futuro ser alvo de um estudo mais aprofundado.Chars and fly ashes produced by pine, puertollano coal and a blend of them, were activated with K2CO3 using diferent experimental conditions, which allowed to obtain samples with high surface areas, attaining 1500 m2g-1. The use of pre-treatments (demineralization and thermal) was considered a non-viable option, since the higher porosity development was achieve using non-treated materials, and the pre-treatments implied a longer and costly production process. The performance of pine residues-derived carbons as adsorbents of pharmaceutical compounds from aqueous phase was favourably compared with the commercial carbons. In the case of caffeine adsorption, affinity of the molecule was determined by the surface chemistry of the materials. The adsorption capacity was determined by micropore size distributions with micropores in all range of widths, that allowed a more efficient packing of the molecule in the microporosity. Considering acetaminophen adsorption, the initial adsorption rate was linked to the presence of supermicropores and the affinity to the existence of micropore size distributions with the maximum coincident with the critical dimension of the dimer (predominant specie in solution). The study of the temperature effect (20-40C), showed the complexity of the process and the importance of micropore network, to justify the increase of the adsorbed amount with the temperature, observed for the pine residues derived samples. In the case of iopamidol adsorption process, the initial adsorption rate depends on the presence of broad mesopore size distributions, whyle the adsorption capacity is directly related to the volume of meso+micropores. One of the materials produced in the laboratory achieved a mololayer adsorption capacity two times superior to that obtained with the commercial carbon, what was explained by the presence of micropore size distribution with micropores in all range of widths. The regeneration of the materials was considered as a first approach, and should in the future be the target of a further study.Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT

The influence of the textural properties of activated carbons on acetaminophen adsorption at different temperatures

The influence of temperature (20–40 °C) on the acetaminophen adsorption onto activated carbons with different textures was studied. Different temperature dependences, not explained by kinetic effects, were observed for carbons with different micropore size distribution patterns: adsorption capacity increased for pine gasification residues (Pi-fa) derived carbons and decreased for sisal based materials. No significant variation was seen for carbon CP. The species identified by 1H NMR spectroscopy on the back-extraction solution proved that during the adsorption process exist the conditions required to promote the formation of acetaminophen oligomers which have constrained access to the narrow microporosity. The rotation energy of the dihedral angle between monomers (estimated by electronic DFT methods) showed that conformations in the planar form are less stable than the non-planar conformation (energy barrier of 70 and 23 kJ mol-1), but have critical dimensions similar to the monomer and can access most of the micropore volume. The enthalpy change of the overall process showed that the energy gain of the system (endothermic) for Pi-fa samples (˜40 kJ mol-1) was enough to allow a change in the dimer, or even a larger oligomer, conformation to the planar form. This will permit adsorption in the narrow micropores, thus explaining the uptake increase with temperature. Non-continuous micropore size distributions centered at pore widths close to the critical dimensions of the planar form seem to be crucial for a positive evolution of the adsorption capacity with temperature

Avaliação do impacte de fogos florestais nos recursos hídricos subterrâneos. 3.º Relatório de Execução

O relatório apresenta os trabalhos desenvolvidos no âmbito do Projeto POCI/AGR/59180/2004 entre 1 de janeiro e 31 de dezembro de 2007. O relatório organiza-se pela descrição das seguintes tarefas: T1 – Selecção das áreas de estudo; T2 – Caracterização agro-florestal; T3 – Caracterização de cinzas e testes laboratoriais de combustão; T4 – Modelação do ciclo hidrológico e caracterização da qualidade da água; T5 – Coordenação e integração.Fundação para a Ciência e a Tecnologi

Avaliação do impacte de fogos florestais nos recursos hídricos subterrâneos. 2.º Relatório de Execução Material.

Apresenta os trabalhos desenvolvidos no âmbito do Projeto "Avaliação do impacte de fogos florestais nos recursos hídricos subterrâneos" (POCI/AGR/59180/2004) durante o ano de 2007.info:eu-repo/semantics/publishedVersio

Avaliação do impacte de fogos florestais nos recursos hídricos subterrâneos

O presente trabalho corresponde ao relatório final do Projecto POCI/AGR/59180/2004 “Avaliação do Impacte de Fogos Florestais nos Recursos Hídricos Subterrâneos” e nele se avalia o impacto dos fogos no meio hídrico superficial e subterrâneo, considerando as alterações quantitativas no meio hídrico – escoamento superficial, recarga, evapotranspiração – e de qualidade. Na avaliação da alteração da qualidade das águas consideraram-se como fontes de contaminação os solos ardidos e as cinzas da matéria vegetal ardida, cuja caracterização foi realizada em ensaios de queima e de lixiviação. Os poluentes avaliados foram os elementos inorgânicos, os metais pesados e os hidrocarbonetos. Os trabalhos de campo visaram a caracterização das unidades florísticas das áreas ardidas, recolha de amostras para os ensaios de queima e lixiviação assim como a amostragem das águas superficiais e subterrâneas para a avaliação das alterações na sua qualidade e a evolução da poluição ao longo do tempo.Fundação para a Ciência e a Tecnologi

Estudo do potencial de valorização de resíduos de processos de gasificação

Tese de mestrado, Engenharia da Energia e do Ambiente, Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2009No presente trabalho procedeu-se ao estudo de resíduos carbonosos provenientes de processos de gasificação de carvão e pinho como vista a uma correcta gestão e possível valorização. Estes resíduos contêm elevados teores em carbono e composição variável, nomeadamente em metais pesados e outros poluentes, dependente dos combustíveis utilizados. A avaliação da toxicidade ambiental dos resíduos, foi realizada pela aplicação de diferentes ensaios de lixiviação (EN12457-2, US EPA-1311 TCLP e EA NEN 7371:2004). Os resultados mostraram que os resíduos apresentam muito baixos níveis de toxicidade de alguns poluentes. Porém, a libertação de outros compostos tóxicos, como PAH e BTEX, deve ser avaliada para um melhor conhecimento e prevenção do seu risco ambiental. A valorização energética destes resíduos por combustão foi a opção considerada neste estudo, podendo ao mesmo tempo constituir um pré-tratamento para deposição em aterro. Os estudos de termogravimetria analítica e de fusibilidade de cinzas, demonstraram um adequado comportamento termoquímico, sem grandes riscos operacionais. Realizaram-se ensaios de combustão em leito fluidizado para os resíduos de leito, não sendo os resíduos de ciclone passíveis de utilização no sistema utilizado. A partir de 700ºC obtiveram-se rendimentos de conversão de carbono muito elevados, parecendo a oxidação térmica dos resíduos ser mais fácil do que a dos carvões. Durante a combustão, quer dos resíduos quer dos carvões, verificou-se a tendência para emissões elevadas de SO2 e NOx. No entanto, estes níveis poderão ser minimizados, à semelhança do que é praticado na combustão de carvão, mediante o controlo de parâmetros de combustão, utilização de aditivos ou efectuando o tratamento dos gases de combustão. A avaliação da toxicidade ambiental das cinzas de leito dos ensaios de combustão, segundo a norma EN 12457-2, revelou que as cinzas provenientes da queima dos resíduos pareceram apresentar uma toxicidade inferior às originadas pela combustão do carvão.This work presents the study of char residues produced during gasification of coal and pine with the aim of contributing to their correct management and possible valorization. These residues contain high levels of carbon and variable composition, namely in heavy metals and pollutant precursors, depending on the fuels used. The evaluation of environmental toxicity of the residues was performed through application of different leaching tests (EN12457-2, US EPA-1311 TCLP and EA NEN 7371:2004). The results showed that the residues present very low toxicity levels for some pollutants. However, the release of other toxic compounds, such as PAH e BTEX, must be evaluated also for a better knowledge and prevention of environmental risk. The energetic valorization was the option chosen for this study, as it might also be considered a pre-treatment for final landfilling. The thermogravimetric analysis and ash fusibility studies revealed adequate thermochemical behavior, without major operational risks. Fluidized bed combustion tests were applied only to bed residues, as the cyclone residues were not adequate for the system used. Above 700ºC very high carbon conversion ratios were obtained and it seemed that the thermal oxidation of residues was easier than that of the coals. During combustion of the residues as well as of the coals, it was found a tendency for production of high levels of SO2 and NOx. However, these levels can be minimized as in the case of coals through the correct control of operational parameters, using additives or performing flue gas treatment. The evaluation of environmental toxicity with EN 12457-2, showed that the ashes produced from residues combustion seemed to be less toxic than those produced from coal combustion

A gestão de qualidade nas bibliotecas públicas portuguesas: implementação do sistema segundo a norma NP EN ISO 9001:2008

Tese de mestrado, Ciências da Documentação e da Informação, Universidade de Lisboa, Faculdade de Letras, 2012Apesar da Gestão da Qualidade não ser um conceito recente, este encontra-se cada vez mais em voga, não apenas pelas suas vantagens ao nível do marketing e da imagem da organização, mas sobretudo porque pode, quando bem conduzido e verdadeiramente inserido na cultura organizacional, gerar mudanças profundas, quer ao nível da normalização dos procedimentos, quer ao nível da motivação, da qualidade dos serviços/produtos e consequentemente da satisfação dos clientes externos e internos. É portanto neste sentido que nos propomos aqui compreender um pouco melhor o impacto da implementação de um SGQ em bibliotecas públicas - subsistema que nos importa aqui estudar, por se tratar de um serviço de acesso igualitário à informação, à cultura e ao lazer, o qual merece a nossa atenção e interesse. Pretendemos ainda, com este estudo, apresentar alguns factos que nos permitam constatar que o sistema traz efectivamente benefícios à organização, de forma a comprovar a sua eficácia - para tal, será adoptada uma abordagem sistémica apoiada na norma ISO 9001:2008. A investigação levada a cabo, consiste num estudo a nível nacional, baseado na aplicação de inquéritos a bibliotecas públicas portuguesas de âmbito municipal envolvidas em SGQ. Assim, o presente trabalho conta com um universo é de 22 bibliotecas enquadradas no nosso objecto de estudo, sendo a nossa amostra constituída por 17 bibliotecas. Pretendemos, portanto, com esta dissertação evidenciar a forma como a Gestão da Qualidade pode dar um precioso contributo às bibliotecas públicas de âmbito municipal, potenciando os seus serviços e a satisfação dos seus clientes – sendo esta questão de extrema importância na medida em que vivemos numa sociedade cada vez mais competitiva, onde só os melhores se destacam e sobrevivem.Abstract: Although Quality Management is not a recent concept, it is increasingly in vogue, not only for its marketing advantages, but also because of the benefit it brings to the image of the organisation. Most importantly, when it is well run and properly integrated into the organisational culture, it can manage vital changes in the quality of services/products, both at the level of normalising procedures and in terms of motivation, and, consequently, enhance the satisfaction of internal and external clients. Consequently, what we are proposing here is a better understanding of the impact of the implementation of Quality Management Systems (SGQ) in public – a subsystem that provides an equal access to information, culture and leisure, which deserves our attention and interest. We also intend to identify the elements which illustrate that the system brings real benefits to the organisation, so that we may prove its usefulness. A systematic approach will therefore be adopted in the context of the ISO 9001:2008. The research that has been carried out involved a national study, based on questionnaires sent to Portuguese Municipal Public Libraries using QMS. Although current work involves 22 selected libraries, our sample comprises just 17. With this dissertation we intend, however, to underline the fact that Quality Management can make an essential contribution to municipal public libraries, enhancing their services and their clients’ satisfaction. This issue is of the utmost importance in our society where only the best can survive

Micropore size distribution of activated carbons: a key factor for a deeper understanding of the adsorption mechanism of pharmaceuticals

The elucidation of the pore structure of activated carbons requires complementary adsorption data and is of fundamental importance for the comprehension of the adsorption mechanism of organic molecules, as is the case of pharmaceutical compounds. The present work reports studies developed in the Adsorption and Adsorbent Materials Group highlighting the contribution of the micropore size distribution (MPSD), obtained from the ftting of CO2 adsorption data, for the deeper understanding of kinetic and equilibrium adsorption data of pharmaceutical compounds with distinct dimensions and behaviours in solution.La elucidación de la estructura porosa de carbones activos requiere datos de adsorción complementarios y es de importancia fundamental para la comprensión del mecanismo de adsorción de moléculas orgánicas, como es el caso de compuestos farmacéuticos. El presente estudio reporta los trabajos desarrollados en el Grupo de Adsorción y Materiales Adsorbentes de la Universidad de Lisboa destacando la contribución de la distribución del tamaño de microporos, obtenida mediante lo ajuste de los datos de adsorción de CO2, para la comprensión más profunda de los datos cinéticos y de equilibrio de la adsorción de compuestos farmacéuticos con distintas dimensiones y comportamientos en solución

Synthesis of biomass-derived activated carbons for liquid phase application

In this communication an overview of the studies developed in the Adsorption and Adsorbent Materials Group related with the preparation of biomass-derived activated carbon materials is presented, highlighting the results of the most important research line of the group in the carbon materials thematic, i.e., the assessment of the potentialities of these materials as adsorbents of various pharmaceutical compounds from aqueous solution.En esta comunicación se presenta una visión general de los estudios que se realizan en el Grupo de Adsorción y Materiales Adsorbentes de la Universidad de Lisboa en la temática de los materiales de carbón. Estos trabajos se basan en la preparación de carbones activos derivados de biomasa y el estudio de sus aplicaciones como adsorbentes de diversos compuestos farmacéuticos en disolución acuosa. Aquí se han resaltado los resultados más importantes de esta línea de investigación

Alternative Economic Instruments for Regulating Environmental Spillovers from Aquaculture: An Assessment

Unfavourable externalities are generated by many social and economic activities. Aquaculture is both a source and a victim of several of these spillovers. Such externalities threaten sustainable development and often are sources of economic inefficiency and market failure. Their control can help to sustain economic development and improve the ability of economies to satisfy human wants. However, economic regulation is not costless and different policy instruments often have different side-effects, some of which may be unwanted. Furthermore, their impact can vary depending on the attribute of production to which they are applied, for example, to inputs, outputs, emissions, etc. Consequently, the assessment of alternative economic instruments for regulating environmental spillovers from aquaculture is much more complicated than some economists and non-economists have led us to believe. The following alternative policy instruments for the control of spillovers from aquaculture are among those considered: 1. Limits on, or regulation of stocking rates, or densities of fish, or of aquacultured products. 2. Regulation of the nature of inputs to aquaculture, for example, maximum allowable nitrogen and phosphorous content of fish food in Denmark. 3. Taxes on pollutants or emissions from aquaculture farms. 4. Subsidies for pollution reduction. 5. Tradeable pollution or environmental-use permits. 6. Provision of property rights; bargained solutions. 7. Spacing and zoning regulations. 8. Knowledge and information provision. 9. Controls on the use of inputs, such as water and trash fish, the withdrawal of which is capable of causing environmental damage. 10. Prohibition of the use of specified aquaculture techniques or practices. 11. Preservation or conservation orders, for example, preservation of fringing bands of mangroves for natural treatment of wastewater. In assessing alternative policy instruments for control of spillovers from aquaculture, account must be taken of the comparative agency costs involved in each and limitations on the knowledge available to policy-makers. The relative adaptability of alternative policy instruments to changing circumstances may also need to be considered. These and other factors influence the practicality of using the available alternative policy instruments