In this study, the efficiency of biochar (BC) produced from sugarcane bagasse at different pyrolysis temperatures (300, 400, 500 and 600 ºC) for simultaneous removal of CdII, PbII, CuII, CrIII, NiII and ZnII ions from aqueous solutions was assessed. All BC were characterized using scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared (FTIR), 13C nuclear magnetic resonance (13C NMR) and pyrolysis-gas chromatography-mass spectrometry (Py-GC-MS). The effects of pyrolysis temperature, initial adsorbate concentration and adsorbent dosage on adorption capacity of BC were examined through batch experiments. The BC efficiency was also evaluated after a desorption cycle. The maximal adsorptions (CdII: 51.50%, CrIII: 74.35%, CuII: 91.18%, NiII: 47.05%, PbII: 96.17% and ZnII: 40.50%) were observed for BC produced at 500 ºC, probably because of its higher porosity and presence of functional groups detected by SEM and FTIR. The maximum adsorption capacity for CdII, CrIII, CuII, NiII and ZnII (ions fitted to Langmuir model) were 175, 303, 455, 156 and 128 µg g-1, respectively. The predominance of phenolic groups observed in Py-GC-MS data may explain the high percentage of multi-element removal. Experimental data were best fitted to pseudo-second order, Sips and Freundlich models. The BC presented good removal results after a desorption cycle.

Abstract Benthic macroinvertebrates are organisms that are recognized as water quality bio-indicators. A wide variety of indices and metrics have been shown to respond to a variety of anthropogenic impacts, usually under a general condition of environmental impairment. The absence of a clear distinction in the relations between specific pollutants and biotic variables is very common and can lead to biased interpretation of biomonitoring. The aims of this research were to test taxonomic and non-taxonomic responses to specific environmental conditions instead to general conditions. For this purpose, we estimated the theoretical toxicity by comparing toxicity values published by EPA with metal concentrations in water and sediments. Then we tested the responses of biological variables to toxicity and other environmental conditions using the linear mixed effects models approach. We generated 32 models considering 24 different biological metrics and indices that were grouped in five levels. Taxonomic and abundance metrics were best predictor than functional or tolerance-based indexes. The strongest model was that which considered subfamily taxonomic resolution responding to Al_w and Cr_s.

The biofuel properties of biomass play an important role in achieving their utilization on agro-systems and industries. In this context the biomass waste of maize, corncob husk, and its biochars were taken into account to be investigated by thermogravimetric analysis, thermodynamic parameters for non-isothermal analyses using the Ozawa-Flynn-Wall kinetic isoconversional model in order to comprehend its possible fuels features. It was also investigated the compounds generated after pyrolysis and their relation with oxidation reactions for the safe-handling and storage. It was found that corncob husk biochar produced at 300 °C shows the best qualities as a solid biofuel, since it requires less energy input through pyrolysis to be produced. Finally, analysing the compounds generated and remained on the biochar’s surface, by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis, biochars produced at low temperatures present one of the lowest features prone to oxidation reactions.

O objetivo deste trabalho foi avaliar os processos de adsorção e dessorção de micronutrientes em amostras de turfas tropicais visando uma possível aplicação em solos. Para isso, experimentos de adsorção foram estudados em diferentes valores de pH e a partir de solução metálica multielementar e elementar. As capacidades de adsorção máximas ocorreram em pH 6,0 e a ordem de afinidade observada em geral foi: Cu > Fe > Co > Ni > Zn = Mn. A liberação dos micronutrientes foi avaliada sob diferentes valores de pH em meio aquoso, e posteriormente, em solo e planta. Os experimentos de liberação mostraram que os micronutrientes são liberados preferencialmente em pH 6,0 e na seguinte ordem: Fe > Zn > Mn > Co = Ni > Cu. A liberação dos micronutrientes para o solo é acompanhada pela sorção dos mesmos pela planta. Desta maneira, a aplicação de turfas tropicais enriquecidas com micronutrientes pode contribuir para uma maior produtividade agrícola uma vez que a liberação dos micronutrientes mostrou-se eficiente no desenvolvimento das plantas.

The objective of this work was to evaluate the adsorption and desorption of micronutrients in tropical peats, from the perspective of potential agricultural applications. Adsorption experiments were performed at different pH values, using solutions containing individual and multiple metal ions. Maximum adsorption capacity occurred at pH 6.0, and the order of affinity was Cu > Fe > Co > Ni > Zn = Mn. Release of the micronutrients was evaluated at different pH values, using an aqueous medium as well as soil and plants. Release of the micronutrients was most efficient at pH 6.0, and followed the order: Fe > Zn > Mn > Co = Ni > Cu. Micronutrient release to the soil was accompanied by uptake by the plant. The use of tropical peat enriched with micronutrients could contribute to improved agricultural productivity, since the release profile of the micronutrients can effectively stimulate plant growth.

Neste trabalho foi realizada a preparação de nanocápsulas de poli (DL-lactídeo-co-glicolídeo) (PLGA) como um sistema carreador para o anestésico local bupivacaína. A preparação foi caracterizada e sua estabilidade físico-química avaliada. Os resultados da caracterização mostram uma distribuição de tamanho com um índice de polidispersão de 0,12, um diâmetro médio de 148 nm, um potencial zeta de -43,5 mV e uma eficiência de associação da BVC nas nanocápsulas de 75,8%. As propriedades físico-químicas das suspensões (diâmetro hidrodinâmico, índice de polidispersão, potencial zeta e eficiência de associação do fármaco) contendo nanocápsulas poliméricas foram avaliadas em função do tempo a fim de determinar sua estabilidade. Nenhuma grande alteração foi observada em função tempo para as suspensões de nanocápsulas avaliadas, sendo consideradas estáveis por um período de armazenagem de 120 dias a temperatura ambiente. Os resultados aqui apresentados, os quais se referem ao estudo desta nova formulação para anestésico local bupivacaína mostram-se promissores para futuros estudos in vivo.

This paper describes the preparation of poly(DL-lactide-co-glicolide) (PLGA) nanocapsules as a drug carrier system for the local anesthetic bupivacaine. The system was characterized and its stability investigated. The results showed a size distribution with a polydispersity index of 0.12, an average diameter of 148 nm, a zeta potential of -43.5 mV and an entrapment efficiency of 75.8%. The physicochemical properties of polymeric nanocapsule suspensions (average diameter, polydispersity, zeta potential and drug association efficiency) were evaluated as a function of time to determine the formulation stability. The formulation did not display major changes in these properties over the time, and it was considered stable up to 120 days of storage at room temperature. The results reported here which refer to the initial characterization of these new formulations for the local anesthetic bupivacaine show a promising potential for future in vivo studies.

Filmes de polipropileno (PP) e de polietilenos de alta (HDPE) e baixa densidades (LDPE) foram estudados avaliando-se a presença de impurezas e o efluente da lavagem de seus resíduos provenientes tanto de coleta comum (resíduos misturados) quanto seletiva (resíduos separados). Os resultados apontam que os filmes estavam impregnados com, no mínimo, 30% de impurezas quando provenientes de coleta comum e com, no máximo, 10% quando de coleta seletiva. Esses resultados, associados aos da turbidez do efluente de lavagem, indicam que dos filmes de coleta seletiva, preferidos pelos recicladores, se obtém pelo menos 20% mais material e tem-se uma lavagem mais fácil, por envolver praticamente só a retirada de sólidos, ao contrário da coleta comum, associada a resíduos úmidos impregnados. Os efluentes foram também avaliados segundo sólidos totais, sólidos sedimentáveis e o teor de nove metais. Os resultados indicaram que os dois tipos de coleta geram efluentes semelhantes e que no máximo duas etapas devem ser suficientes para seus tratamentos: decantação e diluição do efluente no corpo d'água receptor.

Polypropylene (PP), high density polyethylene (HDPE) and low density polyethylene (LDPE) films were studied according to the way their wastes are collected (segregated from or mixed with other residues) by evaluating the amount of impurities and the washing wastewater. It was found that the films from mixed collection presented at minimum 30% of impurities, while the films from segregated (or curbside) collection presented at maximum 10% of impurities. The amount of impurities and the wastewater turbidity indicated that 20% more material can be obtained from the films of segregated colletion, preferred by recyclers, in addition to having a simpler washing process because it only involves solids removal, unlike mixed collection which is associated with the impregnation of wet wastes. The effluents were also evaluated according to the total amount of solids, sediments and concentration of nine metals. The results showed that both types of collection generated similar wastewaters and their treatment requires two steps at the most: sedimentation and effluent dilution in the water body.

Argila organo complexada de ligante-hexadeciltrimetilammonium com montmorillonite foi preparada com a finalidade de aplicação como um agente de préconcentração em um eléctrodo de pasta de carbono quimicamente modificado para determinação de mercúrio (II) em solução aquosa. A adsorção de Hg(II) através de complexo da argila organo modificada foi independente do pH da solução. A adsorção dos metais restantes Cd(II), Pb(II), Cu(II), Zn(II), e Ni(II) foi dependente de mudanças do pH das soluções e aumentou quando ele varia de 1 a 8. O material resultante foi caracterizado por voltametria cíclica e de pulso diferencial anódico empregando um eletrodo modificado de pasta de grafite em diferentes eletrólitos de suporte. A resposta do mercúrio foi avaliada relativamente ao pH, composição de eléctrodo, tempo de préconcentração, concentração de mercúrio, possíveis interferentes e outras variáveis.

Organo-clay complex of ligand-hexadecyltrimethylammonium with montmorillonite was made for the purpose of application as a preconcentration agent in a chemically modified carbon paste electrode for determination of mercury (II) in aqueous solution. It was found out that the adsorption of Hg(II) by organo-clay complex is independent of the pH of the solution. It was also found out that the adsorption of the remaining metals Cd(II), Pb(II), Cu(II), Zn(II), and Ni(II) was dependent on the changes in pH solutions and increased when it varies from 1 to 8. The resultant material was characterized by cyclic and differential pulse anodic voltammetry using a modified graphite paste electrode in different supporting electrolytes. The mercury response was evaluated with respect to pH, electrode composition, preconcentration time, mercury concentration, possible interferences and other variables.

Neste trabalho, substâncias húmicas foram extraídas de amostras de água coletadas mensalmente na Bacia do Rio Negro-AM para estudar suas propriedades no ambiente amazônico e interações com íons mercúrio, considerando a influência da variação sazonal na sua formação. Os parâmetros razões atômicas C/H, C/N e C/O, grupos funcionais, radicais livres do tipo semiquinona, pH, índices pluviométricos e fluviométricos, concentrações de mercúrio foram interpretados por análise hierárquica de cluster (AHC) e análise de componentes principais (ACP). As análises estatísticas mostraram que, quanto maior o índice pluviométrico e menor o índice fluviométrico maior o grau de humificação das substâncias húmicas aquáticas. A seguinte ordem decrescente do grau de humificação das SHA coletadas mensalmente pode ser estabelecida: Nov/02 a Fev/03 > Mar/02 a Mai/02 > Jun/02 a Out/02. As maiores concentrações de mercúrio foram determinadas nas amostras mais humificadas, sugerindo que devido a rearranjos inter e/ou intramoleculares, quanto maior o grau de humificação maior a afinidade dos íons Hg(II) pelas substâncias húmicas aquáticas.

In this work, humic substances were extracted from water samples collected monthly from the Negro River basin in the Amazon state (Brazil) to study their properties in the Amazonian environment and interactions with the mercury ion considering the influence of seasonalness in this formation. The C/H, C/N and C/O atomic ratio parameters, functional groups, concentration of semiquinone-type free radicals, pH, pluviometric and fluviometric indices, and mercury concentrations were interpreted using hierarchical cluster analysis (HCA) and principal component analysis (PCA). The statistical analyses showed that when the pluviometric index was greater and the fluviometric index was smaller, the degree of humification of aquatic substances was greater. The following decreasing order of the degree of humification of the AHS collected monthly was established: Nov/02 to Feb/03 > Mar/02 to May/02 > Jun/02 to Oct/02. The greatest concentrations of mercury were detected in more humidified samples. These results suggest that due to inter and/or intra-molecular rearrangements, the degree of humification of aquatic humic substances is related to its affinity for Hg(II) ions.

Amostras de turfa (SAO e ITA) coletadas no Estado de Sergipe, Brasil, foram caracterizadas por diferentes técnicas: análise térmica e elementar, infravermelho, espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 13C (NMR), microscopia eletrônica de varredura (SEM), microscopia eletrônica de varredura ambiental (ESEM), difratometria de raios X (XRD) e comparadas com outras amostras de turfa (SAP) coletadas no Estado de São Paulo, Brasil. As razões mais baixas O/C, E4/E6 e as curvas de análise térmica diferencial (DTA) da amostra de Santo Amaro (SAO) indicaram que esta possui o mais alto grau de decomposição. Resultados da espectroscopia na região do infravermelho mostraram que as amostras de Itabaiana (ITA) e São Paulo (SAP) apresentam pico predominante a 1086 cm-1 atribuídos a presença de Si-O diferente da amostra de Santo Amaro (SAO). Esta mostrou dois picos intensos a 2920 cm-1 e 2850 cm-1 corroborando com dados de RMN 13C e análise termogravimétrica em que houve maior abundância dos grupos C-alquila. A difratometria de raios X (XRD) da amostra de SAO apresentou características de material amorfo. Entretanto, as amostras de SAP e ITA revelam maior presença de quartzo mineral. A microscopia eletrônica de varredura (SEM) e a microscopia eletrônica de varredura ambiental (ESEM) mostraram que a superfície das amostras de turfa possui grânulos porosos de matéria orgânica. As amostras de turfa de ITA e SAP são semelhantes enquanto a de SAO possui alto teor de matéria orgânica. Apenas a amostra de SAO apresenta características de turfa. Os resultados deste estudo mostraram que as amostras são muito diferentes devido aos teores variáveis de material orgânico e inorgânico.

Peat was taken from the Sergipe State, Brazil and characterized by several techniques: elemental and thermal analyses; Fourier infrared (FTIR) and solid state 13C nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopies; scanning electron microscopy (SEM), environmental scanning electron microscopy (ESEM) and X-ray diffractometry (XRD). Also, the Sergipe State peat samples were compared with other peat sample from later from Sao Paulo State, Brazil. The lowest O/C and E4/E6 ratios and differential thermal analysis (DTA) curves of the Santo Amaro (SAO) sample indicated that this sample had the highest degree of decomposition. FTIR results showed that Itabaiana (ITA) and São Paulo (SAP) samples presented more prominent peak at 1086 cm-1 attributed the presence of Si-O than SAO sample spectra. The SAO sample showed two more intense peaks at 2920 cm-1 and 2850 cm-1. These results were corroborated by 13C NMR and thermal gravimetric (TG) where the relative abundance of the alkyl-C groups was greater in the SAO sample. The X-ray diffractometry (XRD) of SAO sample is characteristic of amorphous matter however, the SAP and ITA samples revealed the large presence of quartz mineral. The scanning electron microscopy (SEM) and environmental scanning electron microscopy (ESEM) showed that the surface of peat samples have porous granules of organic material. The ITA and SAP peat samples are alike while SAO peat sample is richer in organic material. Only the SAO sample has truthful characteristics of peat. The results of this study showed that the samples are very different due to variable inorganic and organic material contents.

No presente trabalho foram extraídas substâncias húmicas aquáticas através do uso da resina adsorvente XAD 8, e a fração ácida separada por acidificação. Depois da purificação com resina Hyphan e diálise, os ácidos húmicos aquáticos foram caracterizados por espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier e análise elementar. A influência das concentrações dos ácidos húmicos e eletrólitos, pH e tempo de complexação ácido húmico-metal sobre a conformação estrutural foi investigada através de estudos de espectroscopia UV-Vis, empregando a equação sugerida por Doty e Steiner. Os resultados indicam que a macromolécula flexível do ácido húmico assume uma forma condensada em valores de pH ácidos e alcalinos. Outros fatores favorecendo formas condensadas são tempos de complexação mais longos, e altas concentrações de ácidos húmicos e eletrólitos. Assim, considerando a forte influência dos parâmetros investigados na conformação estrutural da macromolécula húmica, podemos concluir que estudos usando espectroscopia UV/Vis para determinar a concentração, aromaticidade e grau de humificação dos ácidos húmicos aquáticos, requerem condições rigorosamente controladas para garantir uma correta interpretação dos resultados analíticos.

In the present work, aquatic humic substances (HS) were extracted by use of adsorbent XAD 8 and the acid humic fraction (AH) was separated throught acidification. After being purified by Hyphan resin and dialyze, the aquatic AH was characterized using Fourier-transform infrared spectroscopy and elemental analysis. The influence of the aquatic HA and electrolyte concentrations, pH and aquatic AH-metal complexation time on the conformation was investigated using UV/Vis spectroscopic studies, employing the equation suggested by Doty and Steiner. The results indicated that the acid humic flexible macromolecule assumes a condensed form at acid and alkaline pH. Other factors favoring condensed conformations are longer metal complexation time ("ageing") and higher aquatic AH and electrolyte concentrations. Thus considering the strong influence of the investigated parameters in the structural conformation of the humic macromolecule, we conclude that studies using UV/Vis spectroscopy to estimate the concentration, aromaticity, humification degree of the aquatic AH and so on, require rigorous control over the experimental conditions employed to provide a correct interpretation of the analytical results.

Uma silica gel, com área específica de 382 m² g-1 e diâmetro médio de poro de 60 Å, foi modificada quimicamente com 2-amino-1,3,4-tiadiazol, com o propósito de adsorção seletiva de íons de metais pesados e possível utilização como um eletrodo de pasta de carbono quimicamente modificado (CMCPE). São discutidas as seguintes propriedades desta sílica gel funcionalizada: adsorção seletiva de íons de metais pesados, medida pelas técnicas "batch" e coluna cromatográfica, e utilização como agente de preconcentração em um eletrodo de pasta de carbono quimicamente modificado (CMCPE), para determinação de mercúrio(II). A seletividade química deste grupo functional e a seletividade da voltametria foram combinadas para preconcentração e determinação.

Silica gel with a specific area of 382 m² g-1 and an average pore diameter of 60 Å was chemically modified with 2-amino-1,3,4-thiadiazole, for the purpose of selective adsorption of heavy metals ions and possible use as a chemically modified carbon paste electrode (CMCPE). The following properties of this functionalized silica gel are discussed: selective adsorption of heavy metal ions measured by batch and chromatographic column techniques, and utilization as preconcentration agent in a chemically modified carbon paste electrode (CMCPE) for determination of mercury(II). The chemical selectivity of this functional group and the selectivity of voltammetry were combined for preconcentration and determination.

A interação entre ácidos fúlvicos aquáticos (AFA) de região tropical com cloro e formação de trihalometanos foi estudada por fluorescência. As substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram extraídas de córrego com coloração escura (localizado em uma área de proteção ambiental perto da cidade de Cubatão-SP, Brasil) utilizando resina XAD 8, de acordo com o procedimento recomendado pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas. As medidas de fotoluminescência foram feitas em espectrômetro Perkin Elmer utilizando-se amostras de AFA tratadas e sem tratamento com cloro em diferentes tempos de reação (1, 24, 48, 72 e 168 h) e concentrações de cloro (2,5; 5,0; 10,0 e 20,0 mg L-1). A intensidade de fluorescência relativa foi significativamente diminuída com o aumento da concentração de cloro e tempo de reação. A redução na intensidade de fluorescência na região de maiores comprimentos de onda foi interpretada como um indicativo da interação entre os grupos aromáticos condensados dos AFA e o cloro.

The interactions of tropical aquatic fulvic acids (AFA) with chlorine and formation of trihalomethanes were characterized by fluorescence spectroscopy. The aquatic humic substances (AHS) were isolated from a dark-brown stream (located in a environmental protection area near Cubatão city in São Paulo State, Brazil) by means of the collector XAD 8 according the procedure recommended by the International Humic Substances Society. The photoluminescence measurements were made by using a Perkin Elmer spectrometer; AHS, aquatic humic acids (AHA) and AFA samples were assayed. The interactions of AFA and chlorine were characterized by using different reaction times (1, 24, 48, 72 and 168 h) and chlorine concentrations (2.5, 5.0, 10.0 and 20.0 mg L-1). The relative fluorescence intensity for AFA was significantly decreased with the increasing of chlorine concentration and reaction time. The reduction of fluorescence intensity in the region of longer wavelength was interpreted as an indicative of interaction between condensed aromatic groups of AFA and chlorine.