02 - Mestrado - Engenharia Civil
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Navegando 02 - Mestrado - Engenharia Civil por Assunto "Água"
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Item Avaliação da remoção de cianobactérias e cianotoxinas pela técnica de tratamento de ciclo completo em escala de bancadaFonseca, Gisela Lima da; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Bernardo, Luiz Di; Meletti, Paulo CésarResumo: A presença de cianobactérias em mananciais destinados ao abastecimento interfere diretamente na qualidade da água, pode comprometer a eficiência e produtividade do sistema de tratamento de água e causar efeitos negativos de risco à saúde pública, devido à produção de compostos potencialmente tóxicos e carcinogênicos, e de ordens estética e organoléptica pela produção de compostos que conferem odor e sabor às águas Por outro lado, pesquisas tem mostrado que as tecnologias de tratamento por ciclo completo que envolve a coagulação química, floculação, sedimentação / flotação e filtração, não são capazes de, efetivamente, remover cianotoxinas e outros metabólitos na forma dissolvida, com destaque às microcistinas – MCs e saxitoxinas – SXTs O objetivo deste trabalho foi avaliar a remoção de cianobactérias e cianotoxinas pela técnica de tratamento de ciclo completo com uso da sedimentação ou flotação e filtração em meio granular em escala de bancada Para as condições estudadas no trabalho pode-se concluir que as condições de máxima eficiência de coagulação corresponderam à faixa de pH entre 6,8 e 7, Dos resultados de remoção celular de células de C raciborskii e de Microcystis sp dos efluentes produzidos antes da filtração, a flotação mostrou ser mais eficiente do que a sedimentação A remoção de cianotoxinas dissolvidas não foi eficiente pelos tratamentos testadosItem Avaliação da remoção de Microcystis sp. e microcistinas no tratamento por ciclo completo e adsorção em carvão ativado com avaliação ecotoxicológicaFrancisco, Amanda Alcaide; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Bernardo, Luiz Di; Pereira, Edilaine ReginaResumo: O despejo inadequado de efluentes em corpos hídricos pode acelerar o crescimento de algas e cianobactérias, acarretando na eutrofização de rios utilizados como mananciais de abastecimento A presença das cianobactérias é uma das grandes preocupações para o tratamento de água, uma vez que estes microrganismos podem ser produtores de metabólitos tóxicos, as cianotoxinas, com destaque às microcistinas – MCs, nocivas à saúde humana e animal As estações de tratamento de água utilizam, em sua maioria, o tratamento por ciclo completo, composto por coagulação, floculação, sedimentação e filtração que, operando em condições adequadas, são capazes de remover células intactas de cianobactérias, porém ineficientes na remoção de MCs dissolvidas Desse modo, é necessário o emprego de técnicas complementares como adsorção em carvão ativado pulverizado – CAP ou granular – CAG, eficientes na remoção de MCs extracelulares Este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência do tratamento em escala de bancada por ciclo completo associado ou não à adsorção em CAP e CAG na remoção de células de Microcystis sp e MCs com avaliação ecoxicológica Para tanto foi preparada água de estudo com densidade celular da ordem de 15 cel mL-1 de Microcystis sp e concentração de 2 µg L-1 de MCs Foi utilizado como coagulante o hidróxi-cloreto de polialumínio e amostrados 14 CAPs e 7 CAGs Os resultados indicaram que o parâmetro de maior relevância na seleção de carvão ativado a ser empregado na adsorção de MCs está relacionado à distribuição de mesoporos correlacionado ao Índice de Azul de Metileno, destancando-se os CAPs 5 (nacional) e 8 (importado) e os CAGs 5 (nacional) e 7 (importado) No experimento de tratamento por ciclo completo com filtração em areia observou-se que as condições de maior eficiência de coagulação ocorreu para a dosagem de 4, mg L-1 de Al e pH 6,7, resultando para as amostras após filtração em remoções de 99,9% de células de Microcystis sp, e de 11,3% para as MC extracelulares Nos experimentos com associação do tratamento por ciclo completo à adsorção em CAP verificou-se que as dosagens de 5 mg L-1 e 4 mg L-1 de CAP5 e CAP8 para os tempos de contato de 3 min e 6 min, respectivamente, removeram 99,9% de células e aproximadamente 99% de MCs extracelulares Já para o tratamento por ciclo completo seguido de adsorção em CAG após 24 h foi observado que o CAG5 e CAG7 apresentaram remoções de MCs extracelulares de 99,9 e 1%, repectivamente Os ensaios de ecotoxicidade e os valores de CE572h em P subcapitata, CE524h e CE548h para C dubia e CL524h para A salina, mostraram que a água de estudo e os filtrados após cada tratamento não apresentaram toxicidade, enquanto a cultura de Microcystis sp e o extrato bruto de MCs resultaram ser tóxicos, resultando na seguinte ordem decrescente de toxicidade em relação aos organismos-teste: P subcapitata, C dubia e A salinaItem Avaliação do consumo de energia elétrica em estações elevatórias para abastecimento de água com diferentes configurações de sistemasAlexandre, Luís Henrique Cardoso; Fernandes, Fernando [Orientador]; Lautenschlager, Sandro Rogério; Silva, Sandra Márcia Cesário Pereira daResumo: A escolha do tipo de configuração do sistema de abastecimento de água para zonas altas dos municípios pode tornar-se uma difícil decisão, uma vez que diversas variáveis interferem no processo, pois o melhor sistema deve buscar a minimização de custos de implantação, operação e manutenção, com garantia da eficiência, uma vez que deverá atender aos requisitos legais vigentes do local O objetivo desse trabalho é avaliar o consumo de energia em três diferentes configurações de sistema para abastecimento de zonas altas, ou seja, utilizando estações elevatórias de água tratada com reservatório de montante, com reservatório de jusante e sem reservatório inserindo inversor de frequência A estratégia de pesquisa foi o estudo comparativo, pois permite, por meio da exploração das semelhanças e diferenças, encontrar os princípios de variação de um determinado fenômeno ou os padrões mais gerais de um fenômeno, no caso o consumo de energia Foi utilizado como base a rede existente de um município do Paraná As simulações hidráulicas dos sistemas de abastecimento forneceram dados acerca das pressões disponíveis, níveis dos reservatórios, eficiência das bombas e consumo de energia Com a análise dos resultados obtidos para o sistema simulado concluiu-se que: a) a partir de vazão de 15m³/h a estação elevatória controlada por inversor de frequência apresenta consumo de energia menor que as outras configurações, que utilizam reservatórios b) as configurações com reservatório apresentam melhor rendimento médio das bombas Desta forma, a utilização de tubulações de maiores diâmetros, apesar de mais caros, pode ter seu investimento amortizado devido à economia com energia elétrica ao longo do período de projeto É relevante ressaltar que este estudo se ateve a apenas avaliar o consumo de energia, mas para a tomada de decisão quanto ao tipo de configuração de sistema de abastecimento é necessário avaliar outros aspectos principalmente o pleno atendimento dos mais longínquos pontos de consumo com pressão e vazão adequadas, portanto o aspecto operacional é de extrema importância, o que em alguns casos o inversor de frequência pode não ser a melhor solução justamente por ser equipamento que necessita implantação e a manutenção por técnicos especializados, devido aos circuitos sofisticados, chegando a ser desfavorável para os Sistema de Abastecimento e Água mais longínquos de suporte técnico Portanto, para a definição da alternativa a ser implantada, é relevante o estudo técnico-econômico para cada localidade, considerando principalmente os fatores operacionais e disponibilidade de suporte técnicoItem Avaliação dos principais fatores intervenientes no consumo de água em unidades de alimentação e nutrição como subsídio para o seu uso racionalKaminagakura, Cassio; Petrucci, Aron Lopes [Orientador]; Silva, Sandra Márcia Cesário Pereira da; Amorim, Simar Vieira deResumo: O atual paradigma da gestão da água vem fazendo surgir diversos estudos com o objetivo de otimizar o consumo e reduzir os desperdícios nos sistemas prediais Dentre as diversas tipologias de edifícios, os restaurantes para coletividades, denominados de Unidades de Alimentação e Nutrição (UAN's), são considerados grandes consumidores de água e necessitam de uma atenção especial pelo caráter multidisciplinar que envolve a gestão do uso da água, integrada aos aspectos funcionais específicos do setor O objetivo geral deste estudo é avaliar os principais fatores intervenientes no consumo da água em UAN's como subsídio para o seu uso racionalO referencial teórico buscou os diversos aspectos relacionados às características próprias das UAN's e os fundamentos aplicados nos Programas de Uso Racional da Água em edifícios em geral, de modo a criar uma visão sistêmica do assuntoNo estudo de caso foram avaliadas três empresas prestadoras de serviço no segmento de alimentação coletiva, além de análises no Restaurante Universitário da Universidade Estadual de Londrina (RU) Esse estudo exploratório consistiu em um levantamento de dados para a análise das condições dos sistemas e também na avaliação do consumo nas unidades, tendo como instrumento a medição setorizada São apresentadas análises comparativas do consumo em atividades com uso intenso da água, avaliando ações com potencial de redução do consumo Os resultados indicam uma otimização do uso nas 3 avaliações realizadas Na avaliação da atividade de higienização de louças e utensílios, a utilização de máquina de lavagem automática de louça resultou em um consumo 6% menor comparado com a atividade realizada de forma manual; no preparo de folhagens, a mudança dos procedimentos de acordo com as Boas Práticas de Fabricação resultou na redução do consumo em 28%; e ainda nessa atividade, a substituição de torneiras convencionais por torneiras economizadoras apresentou uma redução de 21% Já na avaliação do consumo geral do RU foram apresentados resultados que indicam uma variação do índice de consumo médio de acordo com a faixa de número de refeições servidas, o que demonstra a influência de outros fatores para compor o perfil de consumo de uma UAN, além do número de refeições a serem preparadasA partir de todas as análises realizadas foram discutidos os principais fatores que contribuem para a otimização do uso da água e o combate ao desperdício, envolvendo aspectos de projeto, de gestão do processo produtivo e de implantação de ações tecnológicasDessa forma, o presente estudo busca contribuir para o planejamento e concepção das UAN's, além de criar subsídios para a implantação de um eficiente sistema de gestão da águaItem Biofiltração aplicada ao tratamento de águas para remoção/biodegradação de microcistinasRosa, Josemarque Lima da; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Hashimoto, Elisabete Hiromi; Yamashita, Cássia Reika TakabayashiResumo: A ocorrência de cianobactérias em mananciais de abastecimento pode causar diversos problemas em ETAs (Estações de Tratamento de águas), de ordem operacional e de risco à saúde humana devido à possibilidade de produção de cianotoxinas Dentre estas, as microcistinas – MCs destacam-se por serem frequentemente detectadas em mananciais de abastecimento público Devido à limitada eficiência das técnicas convencionais em remover efetivamente MCs dissolvidas é necessário o uso de técnicas complementares e/ou alternativas de tratamento para sua remoção, como as técnicas de biofiltração, que utilizam a atividade biológica presente no biofilme formado para a remoção de contaminantes Assim, este trabalho teve como objetivo comparar diferentes concepções de biofiltração em escala de bancada, com diferentes materiais granulares (areia de filtro lento - AFL, carvão ativado granular - CAG, areia de filtro rápido - AFR e grânulos de alginato de cálcio - ALG) e modos de ativação biológica (natural com água bruta in natura, específica com bactéria Sphingosinicella microcystinivorans - B9 e sem ativação com água bruta esterilizada (controle negativo), para pré e pós-tratamento de águas para consumo humano, visando a remoção de MCs Na Fase I de Pré-tratamento, com afluente com concentração média de MCs de 9,7 µg L-1, observou-se que após o período de maturação, todos os tipos de materiais granulares ativados biologicamente de forma natural ou específica com B9, apresentaram eficiente remoção de MCs, com valores residuais médios entre ,8 e ,22 µg L-1 Para a turbidez, na Fase I-a e I-b, observou-se que a ativação biológica em todos os materiais granulares contribuiu para a remoção de turbidez, especialmente com a ativação biológica com a bactéria B9 Na Fase II de Pós-tratamento para MCs com afluente com concentração média de 1,1 µg L-1, os filtros de AFL e de CAG com ativação natural e específica com B9 apresentaram desempenhos similares, produzindo efluentes com valores residuais médios entre ,7 e ,3 µg L-1 No entanto, para a turbidez, não houve remoção satisfatória nas Fases II-a e II-b devido provavelmente, à interferência da escala adotada para os ensaios e espessura reduzida do meio granular Para ambas as fases, a interrupção da inoculação do microrganismo específico B9 não afetou o desempenho dos filtros de AFL e CAG em relação às remoções de MCs e de turbidez durante o período de monitoramento de 1 dias na Fase I de Pré-tratamento e de 3 dias na Fase II de Pós-tratamento Para os parâmetros complementares de caracterização da atividade biológica (pH e OD), os efluentes produzidos pelos filtros com ativação específica com B9 na Fase I e Fase II apresentaram valores médios inferiores e com maior variação em relação aos demais efluentesItem Desaguamento de lodo de estações de tratamento de águas por leito de drenagem / secagem com manta geotêxtilSilveira, Cristiane; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Bernardo, Luiz Di; Cordeiro, João SérgioResumo: Dentre as técnicas utilizadas para o tratamento de lodos de decantadores de ETAs, os sistemas naturais têm apresentado resultados promissores no Brasil Dentro desse contexto, o objetivo geral desse trabalho foi avaliar o sistema de desaguamento de dois lodos de decantadores de ETAs em leitos de drenagem / secagem, com uso de manta geotêxtil em ensaios de laboratório por meio de protótipos de escalas reduzida e piloto Foram considerados como aspectos técnicos de projeto: densidade da manta geotêxtil, taxa de aplicação de sólidos - TAS, taxa de aplicação volumétrica - TAV, duração das fases de drenagem do lodo e de secagem da torta de lodo O desempenho do sistema de desaguamento foi avaliado por meio da caracterização quali/quantitativa dos lodos afluentes ao sistema, da água drenada e das tortas de lodo retido sob diferentes condições climáticas de exposição, considerando as características do manancial e produtos químicos aplicados no tratamento de água Por fim, foram realizados estudos exploratórios visando a disposição final da torta de lodo desaguada como camada de cobertura ou de impermeabilização de fundo de células em aterros sanitários em substituição ao solo Nas condições de estudo, o sistema de desaguamento de lodos de decantadores de ETAs proposto apresentou resultados promissores quanto aos aspectos quali/quantitativos de eficiência, possibilitando na fase de drenagem, a produção de águas drenadas com qualidade compatível com corpos de água doce (classes I e II) estabelecidos pela Resolução 357/5 do Conama, visando à proteção dos corpos hídricos receptores ou ainda,para reaproveitamento do água drenada para produção de água tratada na própria ETA Na fase de secagem, foi possível obter aumento do teor de sólidos da torta sob condições críticas de secagem -exposição natural de inverno sem proteção à intempéries, e duração de 5 a 13 dias, com valores de teor de sólidos da mesma ordem de grandeza que os obtidos por desaguamentos mecânicos O ensaio em colunas de lixiviação revelou que os metais presentes no lodo muito provavelmente não oferecerão riscos ao meio ambiente, pois não foram disponibilizados a partir do contato com a água, sob a condição crítica de precipitação aplicada Em relação à classificação dos lodos de ETAs segundo a NBR 14 (24), os lodos foram classificados como resíduo Classe II A - Não inertes por apresentar constituintes que foram solubilizados em concentrações superiores aos limites estabelecidos no Anexo G da NBR 14 (24)Item Desempenho de modelos de previsão de demanda diária e horária de abastecimento urbano de água : estudo de casoTino, Júlio Kazuhiro; Lopes, Deize Dias [Orientador]; Melem, Vanderli Marino; Reis, Luisa Fernanda RibeiroResumo: O panorama do abastecimento de água mundial é movido pela constante busca à eficiência operacional dos sistemas de abastecimento de água, originada pelo aumento populacional, escassez de recursos hídricos, elevação de perdas de água e aumento do consumo de energia elétrica nos sistemas de bombeamento Este trabalho teve por objetivo pesquisar três grupos de modelos quantitativos de previsão de demanda de abastecimento de água: modelos de séries temporais, modelos causais e de inteligência artificial por redes neurais artificiais Sob este desígnio, as demandas diárias e horárias foram estudadas em dois períodos: fase de ajuste (estudo do passado histórico) e fase de previsão (predição do futuro) A partir do diagnóstico realizado pela comparação dos modelos de ajuste e previsão, conclui-se que, entre os modelos estudados, inexiste um modelo ótimo de ajuste e previsão, embora alguns modelos tenham-se evidenciado em relação a outros As decisões conduzidas pelo conhecimento da demanda proporcionam maior capacidade de decisão aos gestores responsáveis pelo abastecimento público de água, habilitando-os com maior capacidade de planejamento da distribuição, exame crítico do potencial de economia de energia elétrica e detecção de perdas no sistema distribuidor, os quais são essenciais ao equilíbrio e à sustentabilidade ambiental urbana Todos os modelos possuem proficuidades e a sua aplicação depende da disponibilidade de dados confiáveis, do nível de precisão e detalhamento requerido e possuem o objetivo de automatizar os resultados Todavia, não supre a competência de um analista de assumir deliberações, pois procedimentos automáticos não substituem o conhecimento especial de um analista sobre os dados estudadosItem Qualidade da água e uso/cobertura do solo da bacia hidrográfica do rio Tibagi - PRAssunção, Emily Giany; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Pereira, Adriana Castreghini de Freitas; Hashimoto, Elisabete Hiromi; Pinheiro, Hemerson DonizeteResumo: O desenvolvimento de atividades antrópicas está intimamente relacionado ao uso e cobertura da bacia hidrográfica e impacta diretamente nos aspectos quali-quantitativos da água podendo atribuir características que inviabilizem seu uso para determinados fins O presente trabalho teve como objetivo avaliar a qualidade da água e as alterações no uso e cobertura do solo da bacia hidrográfica do rio Tibagi para os anos de 26, 211 e 216 Para avaliação da qualidade da água foi realizada a caracterização química, física, microbiológica e ecotoxicológica de amostras coletadas no Reservatório da UHE Mauá e à jusante próximo a cidade de Londrina, para o cálculo dos índices de qualidade da água: Índice de Qualidade das Águas - IQA, Índice de Substâncias Tóxicas e Organolépticas - ISTO, Índice de Qualidade das Águas Brutas para Fins de Abastecimento Público - IAP, Índice do Estado Trófico - IET, Índice de Variáveis Mínimas para a Preservação da Vida Aquática - IPMCA, Índice de Qualidade das Águas para Proteção da Vida Aquática e da Comunidade Aquáticas - IVA e Índice de Qualidade da Água de Reservatórios - IQAR Os ensaios ecotoxicológicos foram realizados utilizando os organismos-teste Ceriodaphnia dubia, Daphnia magna e Artemia salina O diagnóstico temporal da qualidade da água foi realizado com os dados de caracterização fornecidos pelo Instituto das Águas do Paraná e Agência Nacional das Águas, por meio do cálculo do IQA Para a classificação do uso e cobertura do solo foi utilizado o programa ArcGIS e imagens do satélite LANDSAT 5 e 8, distinguindo-se as classes temáticas: área urbana, água, vegetação densa, solo exposto e vegetação rasteira Em geral, a classificação da qualidade da água pelo IQA variou entre boa e ótima; pelo ISTO, apresentaram-se adequadas para o consumo humano ou para o tratamento convencional ou avançado; pelo IAP resultou entre regular e ótima; pelo IET, entre mesotrófico e ultraoligotrófico; pelo IPMCA foi considerada boa; pelo IVA variou entre boa e ótima e pelo IQAR, entre moderadamente e criticamente degradado a poluído, e não apresentaram toxicidade aos organismos estudados Verificou-se nos mapas de uso e cobertura elaborados o aumento consistente da classe urbana e a redução da classe vegetação rasteira entre os anos analisados Os resultados dos índices de qualidade da água evidenciaram a importância da utilização de índices específicos para cada uso previsto da água e os mapas de uso e cobertura forneceram subsídios importantes para auxiliar a gestão da bacia hidrográfica do rio TibagiItem Remoção de atrazina e simazina em águas pela técnica de tratamento de ciclo completo e adsorção em carvão ativadoMelo, Thais Borini de; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Costanzi, Ricardo Nagamine; Yamashita, Cássia Reika Takabayashi; Bernardo, Luiz DiResumo: A utilização de agrotóxicos gera graves problemas de contaminação às águas superficiais e subterrâneas Os herbicidas atrazina – ATZ e simazina – SMZ são comumente utilizados em plantações de milho e são conhecidos por sua persistência no meio aquático Londrina está inserida na bacia hidrográfica do rio Tibagi e apresenta características agrárias significativas Sendo assim, é importante a realização de estudos que visem identificar os agrotóxicos presentes em águas da região e investigar tecnologias de tratamento para sua remoção a níveis seguros O objetivo deste trabalho foi avaliar o desempenho da técnica de ciclo completo, em relação à remoção dos agrotóxicos ATZ e SMZ, associada ou não à adsorção em carvão ativado pulverizado – CAP e granular – CAG O método cromatográfico para análise de agrotóxicos foi implementado em UPLC-MS/MS e amostras de água bruta do rio Tibagi foram analisadas em relação à presença de agrotóxicos Nessas amostras, o composto identificado em maiores concentrações foi a ATZ As curvas de calibração elaboradas para a ATZ e para a SMZ apresentaram coeficientes de correlação de ,9999 e ,9989 e LQ = 1,5 e ,3 µg L-1, respectivamente, portanto, o método foi considerado satisfatoriamente linear e sensível Realizou-se a seleção do CAP e do CAG mais adequados, dentre alguns tipos nacionais e importados A condição de coagulação foi definida em ensaios de coagulação, floculação e sedimentação, utilizando cloreto de polialumínio em uma amostra de água do rio Tibagi previamente caracterizada A amostra foi fortificada com ATZ e SMZ e submetida aos experimentos de tratabilidade O CAP foi aplicado em dois tempos de contato: 3 min (adição a 1 min após a coagulação) e 6 min (simulando a adição na captação) A condição de coagulação definida foi: dosagem de alumínio = 8 mg L-1 e pH = 6,3 A água de estudo preparada resultou nas concentrações de 55,8 µg L-1 de ATZ e 6,9 µg L-1 de SMZ O tratamento por ciclo completo apresentou eficiência de remoção de 14,3% para a ATZ e 1,8% para a SMZ, com concentrações residuais de 47,8 e 54,3 µg L-1 Para o tratamento por ciclo completo associado à aplicação de 5 mg L-1 de CAP selecionado (CAP5, de pinus, nacional), com tempo de contato de 3 min, obteve-se as concentrações residuais de 1,1 µg L-1 de ATZ e 1,7 µg L-1 de SMZ (81,8 e 82,4% de remoção) Já com tempo de contato de 6 min, foi obtida concentração residual de 1,5 µg L-1 para ambos os compostos (97,3 e 97,6% de remoção de ATZ e SMZ, respectivamente) Para o tratamento por ciclo completo seguido de adsorção em CAG selecionado (CAG5, oriundo de endocarpo de coco, nacional), as concentrações residuais resultaram em ,3 µg L-1 de ATZ e ,8 µg L-1 de SMZ (99,95 e 99,87% de remoção) Foram realizados experimentos de adsorção utilizando águas de estudo com 17 µg L-1 de ATZ e 154 µg L-1 de SMZ, com diferentes dosagens de CAP5 e de CAG5, durante 3 horas, e os dados obtidos foram ajustados à isoterma de Freundlich A capacidade de adsorção foi superior para a ATZ quando comparada à da SMZ Concluiu-se que o ciclo completo não foi capaz de produzir água tratada que atendesse o valor limite da Portaria MS 2914/211 (2, µg L-1 para ambos os agrotóxicos) A condição de aplicação do CAP5 que atendeu aos requisitos de potabilidade foi a dosagem de 5 mg L-1, com tempo de contato de 6 min, indicando que a aplicação do carvão na captação minimizaria a interferência do coagulante no processo adsortivo O tratamento por ciclo completo com adsorção em CAG5 mostrou-se eficiente para remoção de ATZ e SMZ, apresentando os menores valores residuais obtidos no estudoItem Remoção de diuron e diclofenaco em águas pela técnica de tratamento de ciclo completo associada à adsorçãoPimenta, José Augusto Alves; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Theodoro, Joseane Débora Peruço; Cava, Carlos EduardoResumo: A ação conjunta de manejo inadequado de resíduos sólidos, da aplicação de agrotóxicos e da ineficiência do tratamento de efluentes prejudicam a qualidade dos mananciais superficiais e subterrâneos, inserindo nestes compostos que podem gerar efeitos adversos à saúde humana mesmo quando presentes em baixas concentrações, por poderem ser bioacumulativos Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar, em escala de bancada, o desempenho da técnica de tratamento de água por ciclo completo, associada ou não à adsorção em relação à remoção dos microcontaminantes diuron - DIU e diclofenaco - DCF, adicionados nas formas de padrão - PD e de produto comercial - PC O método quali-quantitativo de DIU e DCF foi implementado e validado em UPLC-MS/MS, apresentando linearidade, sensibilidade, precisão, exatidão, especificidade/seletividade e efeito matriz adequados Dos 16 carvões ativados pulverizados – CAPs, 8 nanomateriais – NMs e 9 carvões ativados granulares – CAGs amostrados, selecionou-se os CAPs 5 (vegetal, de pinus) e 16 (vegetal, de babaçu), CAG9 (vegetal, de babaçu) e o nanotubo de carbono – NTC2 (puro, multiwall), como adsorvedores de maior eficiência Para os adsorvedores selecionados, não foi possível obter correlação aceitável entre a distribuição de porosidade e os índices utilizados Além disso, a aplicação dos NMs em suspensão, apresentou baixa eficiência comparada aos CAPs e CAGs A condição de coagulação foi definida em ensaios de coagulação, floculação e sedimentação, utilizando cloreto de polialumínio em uma amostra de água do rio Tibagi (dosagem de alumínio = 8 mg L-1 e pH = 6,7) Nos ensaios de tratabilidade as amostras foram fortificadas com DIU e DCF, resultando em concentrações de 1182, µg L-1 de DIU na forma de PD; 1181, µg L-1 de DIU na forma de PC; 49, µg L-1 de DCF na forma de PD e 48, µg L-1 de DCF na forma de PC O tratamento por ciclo completo apresentou eficiência de remoção de 13, e 23,9% para DIU, nas formas de PD e PC, respectivamente; e de ,2 e 1,6%, para DCF, nas formas de PD e PC, sendo ineficaz na remoção de ambos os compostos Os CAPs foram aplicados em dois tempos de contato, 3 minutos, simulando à aplicação após a coagulação em estações de tratamento de água - ETA e 6 min simulando à aplicação na captação de água bruta Estas condições apresentaram eficiências de remoção satisfatórias em ambos os pontos de aplicação, embora os menores residuais foram obtidos com o tempo de contato de 6 minutos Para essa condição, os percentuais de remoção obtidos com 2 mg L-1 de CAP16, foram 98,7 e 98,5%, para PD e PC de DIU e 87,2% de PD de DCF; e com dosagem de 1 mg L-1 de CAP5 o percentual de remoção com PC de DCF foi de 79,2% Para o tratamento por ciclo completo associado à adsorção em CAG9 selecionado, houve remoção de 1% de PD de DIU, PC de DIU e PC de DCF, bem como remoção de 99,6% de PD de DCF, evidenciando a elevada eficiência do pós-tratamentoItem Remoção de diuron e metolacloro em águas pela técnica de tratamento de ciclo completo e adsorção em carvão ativadoJurkevicz, Sarah Sasaki; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Yamashita, Cássia Reika Takabayashi; Bernardo, Luiz Di; Costanzi, Ricardo NagamineResumo: A contaminação das águas superficiais e subterrâneas com agrotóxicos tem se tornado uma questão de preocupação crescente devido ao uso generalizado e indiscriminado em detrimento do aumento de produtividade das áreas agrícolas Dentre os agrotóxicos, o diuron - DIU e o metolacloro - MET são amplamente utilizados como herbicidas de pré e pós-emergência Além dos efeitos negativos sobre a saúde humana, a contaminação dos mananciais por agrotóxicos representa uma dificuldade para o tratamento de água No Brasil, a maioria das estações de tratamento de água utiliza o tratamento de ciclo completo, composto por coagulação, floculação, sedimentação e filtração, que são ineficientes para remover agrotóxicos, o que requer a adoção de tecnologias complementares de tratamento A adsorção em carvão ativado pulverizado - CAP e granular - CAG apresenta elevada eficiência para remover agrotóxicos de águas, devido à elevada capacidade de adsorção do material e por não gerar subprodutos Este trabalho teve por objetivo avaliar a eficiência de remoção dos agrotóxicos DIU e MET, por tratamento de ciclo completo sem e com adsorção em CAP e CAG, em escala de bancada Para analisar os agrotóxicos em níveis de concentração na ordem de µg L-1 e ng L-1, foi realizado o preparo de amostra em extração de fase sólido – SPE e implementada a análise por cromatografia líquida de ultra eficiência acoplada à espectrometria de massas em série - UPLC-MS/MS A água de estudo utilizada nos experimentos de tratabilidade foi coletada do rio Tibagi e fortificada com 149, µg L-1 de DIU e 67,6 µg L-1 de MET Foi utilizado como coagulante o cloreto de polialumínio e amostrados 14 CAPs e 7 CAGs A condição de coagulação selecionada a partir do diagrama de coagulação foi a dosagem de 8 mg L-1 de Al e pH de 6,3 Nos ensaios de tratabilidade foram utilizados o CAP5 e o CAG5, que apresentaram elevados valores de número de iodo – NI e índice de azul de metileno – IAM No experimento de tratabilidade por ciclo completo as amostras resultaram em remoções de 68,7% e 69,% para o DIU e MET, respectivamente Nos experimentos de ciclo completo associado à adsorção em CAP verificou-se que as dosagens de 4 e 8 mg L-1, com tempo de contato de 3 min, não atenderam os limites máximos permitidos pela Portaria MS 2914/211 para os dois compostos Já na dosagem de 4 mg L-1 com tempo de contato de 6 min, resultou em remoções superiores de 98,6% para o DIU e 95,9% para o MET, com concentrações residuais de 15,2 µg L-1 e de 2,8 µg L-1, respectivamente O experimento de tratamento por ciclo completo e seguido de adsorção em CAG com tempo de contato mínimo de 2 min apresentou elevada eficiência de adsorção, com remoção de 99,98% para o DIU e 94,4% para o MET, produzindo águas com residuais de ,2 µg L-1 de DIU e 3,8 µg L-1 de MET Em relação às isotermas de adsorção segundo o modelo de Freundlich para o CAP5 e o CAG5, os valores de Kf para o DIU foram de 12,29 e 9,93, respectivamente, e para o MET os valores de Kf foram de 9,89 e 15,65, respectivamenteItem Remoção de precursores da formação de subprodutos da cloração pela técnica de tratamento por ciclo completo e adsorção em águas com microalgas e avaliaçãoecotoxicológicaCardoso, Mariane Libório; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Costanzi, Ricardo Nagamine; Pereira, Edilaine ReginaResumo: O enriquecimento artificial dos corpos d’água com nutrientes, favorece a ocorrência de florações de microalgas, com consequências diversas ao tratamento de água que oneram seu custo, principalmente, por requerer o uso de processos específicos para controle da qualidade da água tratada devido à liberação de metabólitos ao meio aquático, que conferem sabor e/ou odor e/ou toxicidade Como forma de controlar os impactos destas florações, tem-se a pré-cloração da água No entanto, seu uso em águas com elevadas concentrações de microalgas pode resultar na formação de toxinas e subprodutos da oxidação – SPOs Nesse sentido, esse trabalho teve como objetivo avaliar a remoção de precursores da formação de SPOs com cloro pela técnica de tratamento por ciclo completo e adsorção em carvão ativado pulverizado – CAP e granular – CAG, em águas de estudo - AEs com Nostoc sp e Nitzschia sp Constatou-se que os CAPs e CAGs selecionados como de maior eficiência na adsorção de precursores, corresponderam aos carvões que apresentaram os maiores volumes de mesoporos Para a condição de coagulação selecionada com pH de 6,8 e dosagem de 12 mg Al L-1, independentemente do tipo de microalga, o tratamento por ciclo completo com ou sem a adsorção em CAP ou em CAG, apresentou elevada capacidade de remoção de precursores da formação de SPOs em suspensão, com eficiências superiores a 89,6% após ciclo completo; a 98,8% após associação da adsorção em CAP e a 99,9% após adsorção em CAG A remoção de precursores da formação dissolvidos foi menor, com eficiências superiores a 57,5% após associação da adsorção em CAP e a 84,9% após adsorção em CAG Para as águas AE-4 (com PFAHA7d de 168 ?g L-1 e PFTHM7d de 96 µg L-1) e AE-5 (com PFAHA7d de 16 ?g L-1 e PFTHM7d de 96 µg L-1), foram obtidas concentrações de PFSPOs superiores e muito próximas aos VMPs estabelecidos pela Portaria de Consolidação nº5 MS-GM de 217 Anexo XX No entanto, para a água de estudo 4, as eficiências de redução do potencial de formação de ácidos haloacéticos foram de 56,1% após ciclo completo, de 69,8% após adsorção em CAP e de 81,1% após adsorção em CAG; para a água de estudo 5, as eficiências de redução para os mesmos tratamentos foram de 51,2%, 67,% e 74,5%; respectivamente Observou-se que o tratamento por ciclo completo com adsorção em CAG reduziu de forma mais significativa o potencial de formação de subprodutos da oxidação Além disso, não foram observados efeitos tóxicos para os organismos-teste (Artemia salina e Daphnia magna) utilizados para as águas de estudo AE-4 e AE-5 antes e após os tratamentosItem Remoção de precursores de subprodutos da cloração no tratamento de águas com microalgas por ciclo completo e adsorção em carvão ativadoAssunção Junior, Vilson Gomes da; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Jabur, Andrea Sartori; Hirooka, Elisa YokoResumo: O cloro é o agente oxidante mais utilizado no tratamento de águas para abastecimento, sua reação com a matéria orgânica natural das águas produz subprodutos de caráter citotóxico, mutagênico e carcinogênico Dessa forma, a oxidação da matéria orgânica derivada de metabólitos de microalgas tem se tornado relevante, devido a seu extenso registro de ocorrências aliado à natureza hidrofílica e recalcitrante ao tratamento por ciclo completo, requerendo técnicas complementares para remoção satisfatória O trabalho avaliou a eficiência do tratamento por ciclo completo e adsorção em carvão ativado pulverizado - CAP e granular - CAG para remoção de precursores de subprodutos da oxidação com cloro em águas contendo Microcystis sp e Chlorella vulgaris Foi avaliada a formação de trihalometanos nas águas de abastecimento de Londrina pelo método de Potencial de Formação – PF, Condições Uniforme de Formação – UFC e Sistema de Distribuição Simulado; a contribuição de três frações de matéria orgânica: algal – MOA, algal suspensa – MOAS e algal dissolvida – MOAD na formação de AHA e THMs; e a eficiência do tratamento por coagulação-floculação-sedimentação – CFS e ciclo completo - CC associado ou não a adsorção em CAP e CAG na remoção de precursores de subprodutos, com avaliação de ecotoxicidade aguda em organismos-teste Daphnia magna e Artemia salina Os resultados indicaram que, nas duas coletas realizadas as águas brutas, tratadas após a filtração, e tratadas após a cloração, provenientes da ETA Tibagi apresentaram formação de THMs superior à da ETA Cafezal, em todos os métodos de ensaio Em relação a formação de subprodutos das frações de matéria orgânica algal, a MOAD representou entre 19,3 e 3,9% e a MOAS entre 32,5 e 64% do potencial de formação de SPOs da MOA, sendo que para a fração de MOA de Microcystis sp apresentou formação específica superior para AHA e inferior para THM a C vulgaris Na seleção de carvões ativados para adsorção de MOAD de Microcystis sp e Chlorella vulgaris correlacionada à absorvância UV254, o número de iodo – NI e o índice de azul de metileno – IAM apresentaram forte correlação com a redução de UV254, sendo o IAM um melhor preditor da capacidade sortiva do carvão Para realização dos experimentos de tratabilidade foram preparadas duas águas de estudo – AE-Ms e AE-Cv com densidade celular da ordem de 16 cél mL-1 de M sp e C vulgaris respectivamente As condições coagulação-floculação e sedimentação de maior eficiência foram obtidas para a dosagem de 12, mg L-1 de Al e pH de 6,45 para AE-Ms e dosagem de 12, mg L-1 de Al e pH de 6,8 para AE-Cv A redução do PF de subprodutos no tratamento por CFS variou entre 68 e 85%, por CC entre 68 e 86%; por CAP+CFS entre 71 e 89%, por CAP+CC entre 77 e 85% e por CC+CAG entre 59 e 92% As amostras brutas – AE-Ms e AE-Cv e tratadas em todas as etapas do tratamento, antes e após a cloração, não apresentaram ecotoxidade aguda para Daphnia magna e Artemia salinaItem Sistema piloto de filtração em membranas para remoção de diuron e diclofenaco em águas para abastecimentoKawata, Rafaela Mayumi; Kuroda, Emília Kiyomi [Orientador]; Theodoro, Joseane Débora Peruço; Costanzi, Ricardo NagamineResumo: A contaminação das águas superficiais com agrotóxicos e fármacos tem sido uma preocupação crescente devido ao uso indiscriminado desses produtos em função do aumento da produtividade agrícola e da automedicação No Brasil, a maioria das estações de tratamento de água utiliza o tratamento por ciclo completo, composto pelas etapas de coagulação, floculação, sedimentação e filtração, que são pouco eficientes na remoção desses contaminantes, o que requer a adoção de tecnologias complementares de tratamento A filtração em membranas consiste em um processo de separação físico-química de partículas, sendo uma técnica promissora na remoção de contaminantes orgânicos presentes em águas Assim, o objetivo deste estudo foi avaliar o desempenho da filtração em membranas para remoção dos contaminantes diuron - DIU e diclofenaco – DCF, como alternativa ao ciclo completo, à filtração em meio granular e como pós-tratamento em instalação piloto O método de análise quali-quantitativo de DIU e DCF foi implementado e validado conforme Anvisa (23) e Inmetro (211) em UPLC-MS/MS, apresentando linearidade (correlação de 99,99% para DIU e 99,73% para DCF), sensibilidade (LQ de 5,5 µg L-1 para DIU e 23,6 µg L- 1 para DCF), precisão (menor que 28,63%), exatidão (13,3% de recuperação para DIU e 111,1% de recuperação para DCF), efeito matriz e especificidade/seletividade satisfatórios para este trabalho Para os experimentos de filtração em membranas foram adotadas pressões de alimentação de ,3, 5, e 7,5 bar para microfiltração - MF, nanofiltração - NF e osmose inversa- OI, respectivamente, com duração de 5 horas para cada experimento O tratamento por ciclo completo, em escala de bancada, apresentou eficiência de remoção de 24% para DIU e de 19% para DCF, com concentrações residuais médias de 731,5 e 46,77 µg L-1, respectivamente, comprovando sua limitada remoção de ambos os compostos A técnica de filtração em membranas de MF seguida por OI foi a mais eficiente na remoção de DIU e DCF, tanto como alternativa ao ciclo completo como à filtração em meio granular Quando comparada à alternativa de ciclo completo, foram obtidas após a OI, porcentagens de remoção de DIU e DCF de 95,3 e 99,8%, com concentrações residuais na amostra composta de 45,14 µg L-1 e ,9 µg L-1, respectivamente Já quando comparada à filtração em meio granular, as remoções de DIU e DCF foram de 96,5 e 99,4% com concentrações residuais na amostra composta de 27,31 e ,24 µg L-1, respectivamente A OI foi a única alternativa técnica de pós-tratamento capaz de remover eficientemente os contaminantes DIU e DCF, apresentando porcentagens de remoção de 94,8 e 99,8% e concentrações residuais de 31,47 e ,7 µg L-1, respectivamente