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Com o aumento das emissões de gases de efeito estufa para a atmosfera e respetivas consequências, tem vindo a aumentar a procura por soluções eficazes que minimizem o problema. A pirólise de biomassa florestal, que consiste na conversão de biomassa através de calor numa atmosfera inerte, em produtos sólidos, líquidos e gasosos com diversas finalidades, é considerada um processo termoquímico promissor, para este grande objetivo. Neste trabalho, foram estudadas três tipologias de biomassa residual de origem florestal, nomeadamente, a Acácia (Acacia longifolia), a Giesta (Cytisus striatus) e o Tojo (Ulex minor), sendo submetidas ao processo de pirólise. Para tal, foi utilizado um reator de leito fixo à escala laboratorial e fizeram-se variar três condições operatórias: “temperatura de processo”, “taxa de aquecimento” e “tempo de residência”, nos valores de 450 e 550ºC, 10 e 20ºC/min e 10 e 30 min, respetivamente. De seguida, foi determinada a produção específica de biochar, bio-óleo e gases não condensáveis, resultantes do processo de pirólise, para cada tipo de biomassa e condição de operação. Foi, ainda, caracterizado o biochar obtido através da análise imediata e elementar, cujos resultados obtidos foram estudados considerando as características da biomassa utilizada. Desta forma, tendo em conta a metodologia aplicada, foram obtidos valores de produção específica de biochar compreendidos entre 0,2497 e 0,3122 kg biochar/kg bm bs. A produção específica de bio-óleo variou entre 0,3490 e 0,5203 kg bio-óleo/kg bm bs, e o de gases permanentes entre 0,1870 e 0,3621 kg gás/kg bm bs. Concluiu-se que, mantendo todas as condições e aumentando a temperatura de processo a produção específica de biochar diminui e o de bio-óleo aumenta. Quando varia, somente, a taxa de aquecimento para um valor superior, verifica-se um decréscimo na produção específica de biochar, bem como, quando a variação ocorre no tempo de residência de 10 para 30 minutos. Posteriormente, foram também analisadas as amostras de biochar, todas apresentando um conteúdo de carbono superior a 0,50 kg C/kg bs. As condições operatórias que permitiram obter um biochar mais estável, foram aquelas que apresentam um maior conteúdo de carbono. A partir dos resultados da análise elementar, obtiveram-se os valores de poder calorífico do biochar, que são superiores aos da biomassa. With increased greenhouse gas emissions to the atmosphere and due consequences, there has been a growing demand for solutions that minimize this problem. Pyrolysis of forest biomass is considered a promising thermochemical process, which consists of the conversion of biomass through heat in an inert atmosphere, into solid, liquid, and gaseous products for various purposes. In this work, 3 types of residual biomass of forest origin were studied, namely Acacia (Acacia longifolia), Giesta (Cytisus striatus) and Tojo (Ulex minor) and submitted to the pyrolysis process. For this, a laboratory-scale fixed bed reactor was used, and 3 operating conditions were tested: "process temperature", "heating rate" and "residence time" in the values of 450 and 550ºC, 10 and 20ºC/min and 10 and 30 min, respectively. Then, the yield of biochar, bio-oil and non-condensable gases resulting from the pyrolysis process was determined for each type of biomass and operating condition. It was also characterized the biochar obtained through immediate and elementary analysis, whose results were studied considering the characteristics of the biomass used. Thus, considering the applied methodology, biochar yield values between 0,2497 and 0,3122 kg biochar/kg bm bs were obtained. The bio-oil yield ranged from 0,3490 to 0,5203 kg bio-oil/kg bm bs, and that of non-condensable gases between 0.1870 and 0,3621 kg gas/kg bm bs. It was concluded that, maintaining all conditions and increasing the process temperature, the biochar yield decreases and the bio-oil yield increases. When varied only, the heating rate for a higher value, there is a decrease in biochar yield, and the same occurs when the residence time is varied from 10 to 30 minutes. Subsequently, the charred ones were analyzed, all of which had a carbon content greater than 0,50 kg C/kg biochar bs. The operating conditions that allowed to obtain a more stable biochar, are those with a higher carbon content. From the results of the elemental analysis, were obtained the calorific values of the biochar, which are higher than those of biomass. Mestrado em Engenharia do Ambiente

Nos últimos anos, tem se verificado um grande aumento na procura de novos equipamentos eletrónicos, devido ao seu constante desenvolvimento. Como tal, tem-se vindo a intensificar um problema já existente, que é o descarte de equipamentos elétricos eletrónicos (EEE), pois este tem de ser feito de forma consciente e sustentável. Só desta forma é que estamos a ajudar o meio ambiente e a aproveitar componentes, que possam ser reutilizados ou reciclados. O grande objetivo do projeto que alimentou esta tese de mestrado, é desenvolver um processo composto por várias etapas para recuperação e purificação de metais preciosos oriundos de resíduos de EEE (REEE, em particular telemóveis), incluindo lixiviação dos metais e adsorção dos mesmos a um adsorvente (pode incluir mais que 1 etapa) e finalmente redução dos metais purificados. As recuperações de metais preciosos, nos telemóveis, têm valor comercial e podem ter novas funções. O presente trabalho focou-se sobretudo na etapa da adsorção dos metais (no estado solúvel iónico) em solução e desenvolvimento de meios adsorventes eficientes, bem como formas de quantificar o que é adsorvido. Para a extração dos metais, foi necessário preparar biocarvões com duas origens diferentes: recurso à microalga Chlorella vulgaris (C.vulgaris), na forma liofilizada, cedida pela A4f e recuso à bactéria Bacillus cereus (B.cereus), após crescimento celular e secagem. Foi necessário fazer a caracterização dos biocarvões e para isso recorreu-se ao traçado de curvas de rutura para a prata e isotérmicas de adsorção de prata. Analisou-se a estrutura e superfície dos biocarvões, antes de serem usadas e após adsorção e dessorção, com recurso à técnica de microscopia dos eletrões secundários, SEM. Os ensaios laboratoriais de caracterização dos biocarvões, foram realizados com nitrato de prata e para a dessorção, recorreu-se a uma solução de tiossulfato de sódio e como alternativa, a uma solução aquosa de tiureia. Com base nos resultados preliminares obtidos, é possível ter uma base para delinear as etapas do trabalho futuro, nomeadamente repetir ensaios. In recent years, there has been a large increase in the demand for new electronic equipment, due to its constant development. Consequently, it has been intensifying an already existing problem, which is the disposal of electronic electrical equipment (EEE), because this has to be done in a conscious and sustainable way. Only in this way are we helping the environment and taking advantage of components, which can be reused or recycled. The main goal of the project that fed this master thesis, is to develop a process composed of several steps for recovery and purification of precious metals from waste EEE (WEEE, in particular mobile phones), including leaching of metals and adsorption of them to an adsorbent (can include more than 1 step) and finally reduction of the purified metals. Recoveries of precious metals, in mobile phones, have commercial value and can have new functions. The present work focused mainly on the step of adsorbing metals (in the ionic soluble state) in solution and developing efficient adsorbent media as well as ways of quantifying what is adsorbed. For the extraction of metals, it was necessary to prepare biocarbons from two different sources: the microalgae Chlorella vulgaris, freeze-dried, provided by A4f and the bacteria Bacillus cereus, after cell growth and drying. It was necessary to characterise the biocarbons and, for that, it was used the plotting of breaking curves for silver and isotherms of silver adsorption. The structure and surface of the biocharvons, before and after adsorption and desorption, were analysed using the SEM technique. The laboratory tests for characterization of the biocharbons, were performed with silver nitrate and for desorption, a sodium thiosulfate solution was used and as an alternative, an aqueous solution of thiourea. Based on the preliminary results obtained, it is possible to have a basis for outlining the steps of future work, namely repeat assays.

O grão-de-bico (Cicer arietinum L.) é a quinta leguminosa mais cultivada no mundo, possui alto valor nutricional e múltiplas possibilidades para a alimentação humana. A Índia é o maior produtor e consumidor, mas não é autossuficiente, torna-se necessário a importação e possibilita a abertura de mercado brasileiro. Os organominerais são fertilizantes produzidos de misturas de materiais minerais e orgânicos, pode ser obtido dos resíduos da atividade agropecuária ou agroindustrial. A incorporação dos resíduos orgânicos gerados pelas atividades agropecuárias em sua produção, apresenta-se como uma alternativa de adubação, e reutilização do bagaço de cana-de-açúcar na busca de novas tecnologias que diminuam os impactos ambientais. O objetivo do trabalho foi avaliar a utilização de um adubo organomineral, obtidos a partir da biomassa da cana-de-açúcar no cultivo do grão-de-bico. O experimento foi realizado em vasos, em casa de vegetação do Instituto de Ciências Agrárias da UFMG, Montes Claros – MG. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado (DIC), em esquema fatorial 2x3 com 4 repetições, sendo os fatores: 2 - com calagem e sem calagem e 6 tratamentos- com fosfato de potássio, organomineral e fosfato de potássio mais biocarvão. Conclusão, não houve efeito da calagem na produção do grão-de-bico. Os maiores valores das variáveis relacionadas ao crescimento das plantas de grão-de-bico e de produção de matéria seca foram obtidos nos tratamentos com fertilizante organomineral produzido a partir de biocarvão de cana-de-açúcar. Chickpea (Cicer arietinum L.) is the fifth most cultivated legume in the world, it has high nutritional value and multiple possibilities for human consumption. India is the largest producer and consumer, but it is not self-sufficient, imports are necessary and the opening of the Brazilian market is possible. Organominerals are fertilizers produced from mixtures of mineral and organic materials, can be obtained from the residues of agricultural or agro-industrial activity. The incorporation of organic residues generated by agricultural activities in its production, presents itself as an alternative of fertilization, and reuse of sugarcane bagasse in the search for new technologies that reduce environmental impacts. The objective of this work was to evaluate the use of an organomineral fertilizer, obtained from the biomass of sugarcane in the cultivation of chickpeas. The experiment was carried out in pots, in a greenhouse at the Institute of Agricultural Sciences at UFMG, Montes Claros - MG. The experimental design used was completely randomized (DIC), in a 2x3 factorial scheme with 4 replications, being the factors: 2 - with and without liming and 6 treatments - with potassium phosphate, organomineral and potassium phosphate plus biochar. Conclusion, there was no effect of liming on chickpea production. The highest values ​​of variables related to chickpea plant growth and dry matter production were obtained in treatments with organomineral fertilizer produced from sugarcane biochar. El garbanzo (Cicer arietinum L.) es la quinta leguminosa más cultivada en el mundo, tiene alto valor nutricional y múltiples posibilidades para el consumo humano. India es el mayor productor y consumidor, pero no es autosuficiente, las importaciones son necesarias y la apertura del mercado brasileño es posible. Los organominerales son fertilizantes producidos a partir de mezclas de materias minerales y orgánicas, pueden obtenerse de los residuos de la actividad agrícola o agroindustrial. La incorporación de residuos orgánicos generados por las actividades agrícolas en su producción, se presenta como una alternativa de fertilización y reutilización del bagazo de caña de azúcar en la búsqueda de nuevas tecnologías que reduzcan los impactos ambientales. El objetivo de este trabajo fue evaluar el uso de un fertilizante organomineral, obtenido a partir de la biomasa de la caña de azúcar en el cultivo de garbanzo. El experimento fue realizado en macetas, en invernadero del Instituto de Ciencias Agrícolas de la UFMG, Montes Claros - MG. El diseño experimental utilizado fue un diseño completamente al azar (DIC), en un esquema factorial 2x3 con 4 repeticiones, siendo los factores: 2 - con encalado y sin encalado y 6 tratamientos - con fosfato de potasio, organomineral y fosfato de potasio más biocarbón. Conclusión, no hubo efecto del encalado sobre la producción de garbanzo. Los valores más altos de las variables relacionadas con el crecimiento de la planta de garbanzo y la producción de materia seca se obtuvieron en los tratamientos con fertilizante organomineral producido a partir de biocarbón de caña de azúcar.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Butia capitata endocarp has potential to processing into wide variety of products. The processing of this biomass by environmentally friendly technologies such as subcritical water hydrolysis and hydrothermal liquefaction in the same equipment and in the same experimental run was investigated. For subcritical water hydrolysis, temperatures of 230 and 260 °C and solvent/feed ratios of 10 and 20 were evaluated in relation to yield in fermentable sugars and platform chemicals. For hydrothermal liquefaction, the effect of temperatures of 330 and 360 °C and the processing strategy, with or without subcritical water hydrolysis prior to hydrothermal liquefaction, on the yield of biocrudeoil and biochar were studied. The highest yields of fermentable sugars (5.26 ± 0.31 g/100 g Butia capitata endocarp) were obtained by subcritical water hydrolysis at 260 °C and solvent/feed ratio of 20. For the hydrothermal liquefaction process, there was the highest yield of biocrude oil (25.30 ± 2.13 g/100g Butia capitata endocarp) using liquefaction in a single step at 360 °C and solvent/feed ratio of 20. O endocarpo do Butia capitata tem potencial para processamento em grande variedade de produtos. O processamento dessa biomassa por tecnologias ecologicamente amigáveis, como hidrólise com água subcrítica e liquefação hidrotérmica no mesmo equipamento e na mesma corrida experimental, foi investigado. Para hidrólise com água subcrítica, temperaturas de 230 e 260 °C e razões solvente/alimentação de 10 e 20 foram avaliadas em relação ao rendimento em açúcares fermentáveis e produtos químicos de plataforma. Para a liquefação hidrotérmica, estudou-se o efeito das temperaturas de 330 e 360 °C e da estratégia de processamento, com ou sem hidrólise antes da liquefação hidrotérmica, sobre o rendimento de bio-óleo e biocarvão. Os maiores rendimentos de açúcares fermentescíveis (5,26 ± 0,31 g/100 g biomassa) foram obtidos por hidrólise com água subcrítica a 260 °C e razão solvente/alimentação de 20. Para o processo de liquefação hidrotérmica, houve o maior rendimento de bio-óleo (25,30 ± 2,13 g/100g biomassa) utilizando o processo de liquefação em uma única etapa a 360 °C e razão solvente/alimentação de 20.

CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico FAPEMIG - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A produção e a utilização de fertilizantes organominerais provenientes de lodo de esgoto podem contribuir para o crescimento e a produção de grão-de-bico, além de propiciar destinação adequada para esse resíduo urbano. O presente estudo teve o objetivo de produzir fertilizantes organominerais (FOM) à base de lodo e avaliar a produção de grão-de-bico submetida à adubação com FOM. A etapa inicial do estudo consistiu da produção de fertilizantes organominerais no formato pó ou granulado, utilizando-se duas fontes orgânicas de lodo (lodo compostado e biocarvão de lodo) e fontes simples de fertilizantes minerais contendo N, P e K (ureia, MAP e cloreto de potássio). A segunda etapa consistiu da utilização desses fertilizantes no cultivo de grão-de-bico da variedade BRS Aleppo. O experimento foi delineado em blocos casualizados, com cinco repetições, num esquema de análise 2x2+2, consistindo de duas fontes orgânicas para produção de fertilizante organomineral (lodo compostado – LC ou biocarvão de lodo – BL), duas formas de fertilizante (granulado ou pó) e duas testemunhas adicionais (adubação mineral com NPK na proporção 04:15:04 e testemunha – T). Para montagem do estudo em casa de vegetação, foram utilizados 30 vasos contendo o volume de 4 dm3 de um Cambissolo, misturado com areia na proporção 1:1 (solo: areia). Duas plantas por vaso foram cultivadas durante 122 dias, sendo que, no decorrer da instalação experimental, foram realizadas adubações de cobertura e tratos culturais (água deionizada, remoção manual de plantas daninhas e insetos-praga). A colheita das plantas foi realizada por meio da coleta da planta inteira (raiz, parte aérea, grãos, palha) e as partes das plantas foram secas em estufa com ventilação forçada (60-65ºC) até obtenção de peso constante. Também foram coletados amostras e solo para caracterização dos atributos químicos. A adubação organomineral com lodo compostado e biocarvão de lodo, na forma pó ou granulado, favoreceu a variável fisiológica índice de clorofila total e incrementou as características de produção (matéria seca de raiz, grãos, parte aérea, total, resíduos vegetais) em comparação ao tratamento sem adubação (T), e propiciou médias semelhantes àquelas encontradas no solo adubado com fertilizante mineral NPK. A aplicação de fertilizante granulado ou pó não diferiram entre si para a maioria das variáveis estudadas. Os resultados obtidos possibilitam inferir que a utilização de fertilizante organomineral à base de lodo apresenta potencial de produção de grão-de-bico semelhante ao obtido nos manejos que receberam somente adubação mineral. Assim sendo, a utilização de lodo pode ser considerada alternativa de manejo para formulação de fertilizantes organominerais e recomendação técnica nos cultivos agrícolas. The production and use of organomineral fertilizers coming from sewage sludge can contribute to the growth and production of chickpeas, in addition to providing adequate disposal for this urban waste. The study aimed to produce organomineral fertilizers (FOM) based on sludge and to evaluate the production of chickpeas submitted to fertilization with FOM. The initial stage of the study consisted of producing organomineral fertilizers in powder or granular form using two organic sources of sludge (composted sludge and sludge biochar) and simple sources of mineral fertilizers containing N, P and K (urea, MAP and chloride of potassium). The second stage consisted of using these fertilizers in the cultivation of chickpeas of the BRS Aleppo variety. The experiment was designed in randomized blocks, with five replications, in a 2x2+2 analysis scheme, consisting of two organic sources for the production of organomineral fertilizer (composted sludge - LC or sludge biochar - BL), two forms of fertilizer (granulated or powder) and two additional controls (mineral fertilization with NPK in the proportion 04:15:04 and T-control). To set up the study in a greenhouse were used 30 pots containing 4 dm3 of a Cambisoil, mixed with sand in a 1:1 ratio (soil:sand). Two plants per pot were grown for 122 days. Being that, during the experimental installation were carried out cover fertilization and cultural practices (deionized water, manual removal of weeds and insect pests). Plants harvested were carried out by collecting the entire plant (roots, shoots, grains, straw) and the plant parts were dried in an oven with forced ventilation (60-65°C) until constant weight was obtained. They were also collected samples and soil for the characterization of chemical attributes. The organomineral fertilization with composted sludge and sludge biochar, in powder or granular form, favored the physiological variable total chlorophyll index and incremented the production characteristics (root dry matter, grains, shoots, total, plant residues) compared to the treatment without fertilization (T), and provided averages similar to those found in the soil fertilized with NPK mineral fertilizer. The application of granulated or powdered fertilizer did not differ between them for most of the studied variables. The results obtained make it possible to infer that the use of organomineral fertilizer based on sludge presents a production potential for chickpea similar to that obtained in the managements that received only mineral fertilization, therefore, the use of sludge can be considered an alternative of management for formulation of organomineral fertilizers and technical recommendations on agricultural crops.

Conforme a ata de defesa, o título da dissertação é "Adsorção de corante vermelho do Congo em compósito HDL-biocarvão". In this work the utilization of activated lychee peel biochar (ALPB) and Ca-Cr layered double hydroxide for production of a composite was investigated. The CaCr/HDL-ALPB was synthetized by coprecipitation and characterized by SEM-EDS, FT-IR and BET. The composite adsorbent had a BET area of 297.18 m² g-1, with plate-like flakes present on its surface. Adsorption studies were conducted with composite as adsorvent and congo red as adsorvate in aqueous solutions. Composite had a nearly constant adsorption capacity in pH range of 4-9. Kinetic data had a better fit to Elovich model. The maximum adsorption capacity was estimated by Sips model to be 631.1 mg g-1 at 50 °C. Ionic strength experiments show an increase in capacity in presence of other ions. The material showed a good stability over recycling via anion exchange. This new composite has shown itself a good adsorvent towards aimed dye. Vermelho do Congo é um corante conhecido por ser mutagênico e carcinogênico, sendo sua presença na água uma ameaça. Neste trabalho foi investigada a utilização de biocarvão ativado de casca de lichia (BACL) como suporte para hidróxidos de dupla lamela (HDL) de Ca-Cr na produção de um compósito. O compósito CaCr/HDL-BACL foi sintetizado através de coprecipitação e caracterizado por MEV-EDS, FT-IR e BET. A área superficial do compósito foi de 297.18 m² g-1 , com flocos em forma de placas na sua superfície. Estudos de adsorção foram realizados utilizando o compósito como adsorvente e vermelho do congo como adsorvato em solução aquosa. O material apresentou um valor praticamente constante de capacidade de adsorção em faixa de pH 4-9. As cinéticas de adsorção se adequaram ao modelo de Elovich. A máxima capacidade de adsorção de acordo com o modelo de Sips foi de 631,1 mg g-1 a 50°C. Estudos de força iônica mostraram aumento da capacidade de adsorção em presença de outros íons. O material demonstrou boa estabilidade nos diferentes ciclos de regeneração através de troca aniônica. Este novo compósito se demonstrou um eficiente adsorvente para o corante alvo.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES Residues of sawdust of the forest species Cedrela fissilis were modified, with a part of the sample being only physically modified (BCC), while the other was also chemically activated with zinc chloride (ZnCl2) as an activating agent (BACB). The precursor material to cedar sawdust (CBS), as well as BCC and BACB were characterized by the techniques of X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FT-IR), Scanning Electron Microscopy (SEM) , Energy Dispersive X-ray Spectroscopy (EDS), Point of Zero Charge (pHPZC), N2 Adsorption/Desorption Isotherms (BET and BJH methods); and had their potential evaluated for the removal of atrazine and 2,4-D herbicides from effluents. Initial tests indicated that none of the adsorbents were efficient in removing 2,4-D, however, they showed potential in removing atrazine. Since BCC performed relatively better than BACB. Therefore, BCC was the adsorbent chosen to carry out kinetic, isothermal, and thermodynamic studies, as well as the effect of pH, simulated effluent, and material regeneration for atrazine herbicide adsorption. The pH test indicated that the best adsorption results were obtained at pH 4. The isothermal studies proved that the atrazine adsorption process was favored at higher temperatures. The Langmuir model was the most suitable for experimental equilibrium data, the maximum adsorption capacity was 7.679 mg g-1 at 328 K. The thermodynamic parameters confirmed a spontaneous process, of an endothermic nature, governed by physical interactions. Kinetic studies showed that equilibrium was reached within 180 min, being influenced by the atrazine concentration. The linear driving force (LDF) model showed a good statistical fit to the experimental data, and the diffusion coefficient increased with the adsorbate concentration. As for regeneration, the BCC can be reused in up to three cycles. Finally, the adsorbent showed good removal efficiency in real samples of water from rivers contaminated with atrazine, with the removal of 76.58% and 71.29%. Therefore, the adsorbent has potential and can be used to remove pollutants emerging from aqueous solutions. Resíduos de serragem da espécie florestal Cedrela fissilis foram modificados, sendo que uma parte da amostra foi modificado apenas fisicamente (BCC), enquanto a outra sofreu também ativação química com cloreto de zinco (ZnCl2) como agente ativador (BACB). O material precursor a serragem de cedro (CBS), assim como BCC e BACB foram caracterizados pelas técnicas de Difração de Raios-X (DRX), Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (FT-IR), Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia de Raios-X por Energia Dispersiva (EDS), Ponto de Carga Zero (pHPZC), Isotermas de Adsorção/Dessorção de N2 (métodos BET e BJH); e tiveram seu potencial avaliado para remoção dos herbicidas atrazina e 2,4-D de efluentes. Testes iniciais indicaram que nenhum dos adsorventes foi eficiente na remoção do 2,4-D, no entanto, demonstraram potencial na remoção da atrazina. Sendo que BCC apresentou desempenho relativamente superior a BACB. Sendo assim, o BCC foi o adsorvente escolhido para dar seguimento nos estudos cinéticos, isotérmicos e termodinâmicos, bem como do efeito do pH, do efluente simulado e de regeneração do material para adsorção do herbicida atrazina. O teste de pH indicou que os melhores resultados de adsorção foram obtidos sob pH 4. Os estudos isotérmicos comprovaram que o processo de adsorção da atrazina foi favorecido em temperaturas mais elevadas. O modelo de Langmuir foi o mais adequado aos dados de equilíbrio experimental, a capacidade máxima de adsorção foi de 7,679 mg g-1 a 328 K. Os parâmetros termodinâmicos confirmaram um processo espontâneo, de natureza endotérmica governado por interações físicas. Estudos cinéticos mostraram que o equilíbrio foi alcançado em 180 min, sendo influenciado pela concentração de atrazina. O modelo de força motriz linear (LDF) apresentou bom ajuste estatístico aos dados experimentais, e o coeficiente de difusão aumentou com a concentração de adsorbato. Quanto à regeneração, o BCC pode ser reutilizado em até três ciclos. Por fim, o adsorvente apresentou boa eficiência de remoção em amostras reais de água de rios contaminados com atrazina, com remoção de 76,58% e 71,29%. Portanto o adsorvente apresenta potencial e pode ser utilizado para remoção de poluentes emergentes de soluções aquosas.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A escassez hídrica do planeta vem fomentando debates e pesquisas na busca de alternativas para o enfrentamento ou mitigação do problema. A utilização de água residuária tratada na agricultura irrigada se revela uma opção viável, por apresentar resultados expressivos em relação ao consumo da água, produtividade das culturas e economia de fertilizantes químicos. Porém, a presença dos microrganismos patógenos neste tipo de fonte hídrica é apontada pelos órgãos competentes, como um risco de saúde pública. Objetivou-se com a realização do presente trabalho estudar a capacidade de adsorção do biocarvão do bagaço da laranja, aplicando seus benefícios na agricultura irrigada. Para isso foi desenvolvido um sistema de tratamento terciário de baixo custo a partir do biocarvão. Objetivou-se também comparar os atributos físico-químicos e microbiológicos da água de irrigação com os limites estabelecidos pela legislação. Verificou-se o impacto da água residuária proveniente do sistema de filtragem no solo e nas características agronômicas e biológicas na cultura da alface. O biocarvão foi produzido em mufla e caracterizado por termogravimetria e microscopia eletrônica de varredura (MEV). O experimento foi conduzido em ambiente protegido, localizado na Universidade Federal de Sergipe. As lâminas de irrigação foram obtidas em função da evapotranspiração da cultura, utilizando o método direto. O delineamento experimental foi em blocos casualizados, no arranjo fatorial 5 (lâminas de irrigação) x 5 (combinações de fontes hídricas e adubação), com três repetições. As características agronômicas analisadas foram a matéria fresca e seca, o número de folhas e a produtividade do uso da água. As características microbiológicas analisadas da cultura foram Salmonella sp. e Coliformes a 45 °C. Foi possível concluir que a utilização do biocarvão, como material filtrante, melhorou a qualidade microbiológica da água residuária. As fontes hídricas utilizadas na irrigação não promoveram alterações na salinidade do solo, considerando o período experimental utilizado. A fertirrigação utilizando água residuária que passou pelo sistema filtrante afetou positivamente as características agronômicas da alface, sem a necessidade da adubação de cobertura. As folhas das alfaces produzidas no experimento foram aceitáveis para o consumo humano, de acordo com os padrões da Resolução-RDC nº 12, de 2 de janeiro de 2001, da Agência Nacional de Vigilância Sanitária (ANVISA). Palavras-chave: Escassez hídrica. Reúso de água. Legislação de águas residuárias. Biochar. The planet's water scarcity has been provoking debates and research in the search for alternatives to face or mitigate the problem. The use of treated wastewater in irrigated agriculture proves to be a viable option, for presenting significant results in relation to water consumption, crop productivity and economy of chemical fertilizers. However, the presence of pathogenic microorganisms in this type of water source is pointed out by Organs competent bodies as a public health risk. The purpose of the present work was to study the adsorption capacity of orange bagasse biochar, applying for its benefits in irrigated agriculture. For this, a low-cost tertiary treatment system was developed using biochar. It also aimed to compare the physical-chemical and microbiological attributes of irrigation water with the limits established by legislation. Check the impact on the soil caused by the effluent that passed through the filtering system. And to characterize the agronomic and biological influence in the culture of lettuce irrigated with wastewater from the filtration system. The biochar was produced in a muffle and characterized by thermogravimetry and scanning electron microscopy (SEM). The experiment was conducted in a protected environment, located at the Federal University of Sergipe. Irrigation blades were obtained as a function of crop evapotranspiration, using the direct method. The experimental design was in randomized blocks, in the factorial arrangement 5 (irrigation blades) x 5 (combinations of water sources and fertilization), with three repetitions. The agronomic characteristics analyzed were fresh matter, dry matter, the number of leaves, and the productivity of water use. The characteristics of microbiological analyzed of the culture were Salmonella sp. and Coliforms at 45 °C. It was possible to conclude that the use of biochar as a filter material improved the microbiological quality of wastewater. The water sources used in irrigation did not promote changes in soil salinity, considering the experimental period used. Fertigation using wastewater that passed through the filtering system positively affected the agronomic characteristics of lettuce, without the need for top dressing. The lettuce leaves produced in the experiment were acceptable for human consumption, following the standards of Resolution-RDC nº 12, of January 2, 2001, of the National Health Surveillance Agency (ANVISA). Keywords: Water scarcity. Water reuse. Wastewater legislation. Biochar.

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The presence of pesticides in water bodies brings harm to animal and human health. To monitor these pesticides that are applied to various crops for pest control, solid phase extraction (SPE) methods with commercial and alternative adsorbents are used. In this sense, the work aims to produce and evaluate corn cob biochar as an alternative adsorbent in SPE for the determination of pesticides in water. Biochar was produced from pyrolysis (400°C, N2 flow 3 L min-1 ) with a yield of 42%. The granulometry was defined at 500 μm. Part of the material was activated with KOH (3 mol L-1 ) and HCl (3 mol L-1 ) to unclog and activate the pores. Biochars without activation (BSA) and with activation (BCA) were characterized. PCZ showed BSA (7,37) and BCA (6,07). FTIR was analyzed (BSA and BCA). The Boehm test showed acid groups (BCA). The EDX indicated the majority presence of silicon (BCA). SEM and BET showed porosity, with surface area (99,59 m2 g -1 ) and pore volume (0,265 cm3 g -1 ) for BCA. To analyze the adsorption capacity of pesticides in water (1 µg mL-1 ), SPE was performed with C18 and BCA. The best recoveries were obtained with acetonitrile (C18) and dichloromethane/methanol (50:50, v/v) (BCA). Pesticides were analyzed by Liquid Chromatography/Mass Spectrometry, using a C18 column and mobile phase consisting of water (5 mmol L-1 NH4HCO2) and methanol (5 mmol L-1 NH4HCO2). A 23 factorial design was performed to evaluate the variables (adsorbent, sample and eluent) for SPE with BCA. Among the 13 pesticides studied, 2,4-D, bifenthrin and carbosulfan were not recovered within the range established by ANVISA. Alachlor, ametrine, atrazine, diuron, flutriafol, imidacloprid, metolachlor, simazine, thiacloprid and thiamethoxam achieved recovery values between 75,9% and 117,8%. Statistical analysis was performed with Pareto Diagram, Response Surface and ANOVA and the best conditions were 100 mg of BCA, 50 mL of sample and 15 mL of eluent. However, elution with 5 mL also proved to be advantageous. Method validation was performed through linearity, sensitivity, selectivity, accuracy, precision, detection limit and quantification A presença de agrotóxicos em corpos d’água traz malefícios a saúde animal e humana. Para o monitoramento destes agrotóxicos que são aplicados em várias culturas para o controle de pragas, são utilizados métodos de extração em fase sólida (SPE) com adsorventes comerciais e alternativos. Neste sentido, o trabalho tem como objetivo produzir e avaliar biocarvão de sabugo de milho como adsorvente alternativo na SPE para a determinação de agrotóxicos em água. O biocarvão foi produzido a partir da pirólise (400°C, fluxo de N2 3 L min-1 ) com rendimento de 42%. A granulometria foi definida em 500 μm. Parte do material foi ativado com KOH (3 mol L -1 ) e HCl (3 mol L-1 ) para desobstrução e ativação dos poros. Os biocarvões sem ativação (BSA) e com ativação (BCA) foram caracterizados. O PCZ apresentou BSA (7,37) e BCA (6,07). O FTIR foi analisado (BSA e BCA). O teste de Boehm evidenciou grupos ácidos (BCA). O EDX indicou presença majoritária do silício (BCA). A MEV e o BET mostraram porosidade, com área superficial (99,59 m2 g -1 ) e volume dos poros (0,265 cm3 g -1 ) para o BCA. Para análise da capacidade de adsorção dos agrotóxicos em água (1 µg mL-1 ) foi realizada a SPE com C18 e BCA. As melhores recuperações foram obtidas com acetonitrila (C18) e diclorometano/metanol (50:50, v/v) (BCA). Os agrotóxicos foram analisados por Cromatografia Líquida/Espectrometria de massas, utilizando uma coluna C18 e fase móvel constituída de água (5 mmol L-1 NH4HCO2) e metanol (5 mmol L-1 NH4HCO2). Um planejamento fatorial 23 foi realizado para avaliar as variáveis (adsorvente, amostra e eluente) para a SPE com o BCA. Dentre os 13 agrotóxicos estudados, o 2,4-D, a bifentrina e o carbossulfano não foram recuperados dentro da faixa estabelecida pela ANVISA. Alacloro, ametrina, atrazina, diuron, flutriafol, imidacloprido, metolacloro, simazina, tiacloprido e tiametoxam alcançaram valores de recuperação entre 75,9% e 117,8%. A análise estatística foi realizada com o Diagrama de Pareto, Superfície de Resposta e ANOVA e as melhores condições foram 100 mg de BCA, 50 mL de amostra e 15 mL de eluente. Porém, a eluição com 5 mL também mostrou ser vantajosa. A validação do método foi realizada através da lineridade, sensibilidade, seletividade, exatidão, precisão, limite de detecção e de quantificação. São Cristóvão

Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq The present work focused on adding value to the sawdust of eucalypt wood, which is a lignocellulosic waste. This was accomplished by applying the pyrolysis technique, converting sawdust into biochar. The solid products (biochar) obtained from pyrolysis were investigated regarding their application as briquettes (energy purposes) and as adsorbent material. In the first stage of the work, the biochar was mixed with other binder residues such as crude wax (polymer pyrolysis residues) and eucalypt leaves, in the presence of starch, to produce briquettes. The briquettes were analyzed for their higher heating value (HHV) and mechanical strength. The biochar yield obtained in the pyrolysis was 35%, and its HHV was 33.02 MJ/kg at 400 ºC. The proportions of residues (crude wax and/or eucalypt leaf) evaluated in the composition of biochar briquettes were 10, 20 and 30%. The proportion of corn starch was set at 8%. The briquettes with 30% crude wax showed the best HHV, 23.45 MJ/kg, and the highest mechanical resistance to the shatter index test, 97.81%. In summary, briquettes with high energy efficiency and durability were produced. In the second stage of the work, the biochar was chemically activated with phosphoric acid (40%) and impregnated with calcium and aluminum lamellar double hydroxides (Ca/Al LDH), to improve its adsorption capacity. The novel developed adsorbent material was applied to remove the crystal violet (CV) dye from aqueous solutions through the batch adsorption operation. The adsorbent characterization results suggested that the material was effectively synthesized and supported in the biochar. Furthermore, the adsorption experiments indicated that pH 8 was more suitable for adsorption of the CV dye. In the adsorption kinetics and isotherm, the experimental data fit better to the pseudo-second order kinetic model and to the Freundlich isothermal model, respectively. The newly developed adsorbent showed a high adsorption capacity of the CV dye of 496.55 mg·g−1 at 50°C. Regarding the thermodynamic properties, the use of this adsorbent demonstrated a favorable, spontaneous and endothermic process. In the adsorption and desorption cycles, this new adsorbent material maintained 71% of the initial adsorptive capacity, even after four cycles of reuse. Therefore, the new biochar, chemically activated with phosphoric acid (40%) and impregnated with Ca/Al LDH, produced generated a sustainable adsorbent with high performance for the treatment of effluents contaminated by dyes. O presente trabalho teve como foco, agregar valor à serragem da madeira de eucalipto, a qual é um resíduo lignocelulósico. Isso foi realizado a partir da aplicação da técnica de pirólise, convertendo a serragem em biochar. Os produtos sólidos (biochar) obtidos da pirólise foram investigados com relação à sua aplicação como briquetes (fins energéticos) e como material adsorvente. Na primeira etapa do trabalho, o biochar foi misturado com outros resíduos aglutinantes tais como cera bruta (resíduos da pirólise de polímeros) e folhas de eucalipto, na presença de amido, para a confecção de briquetes. Os briquetes foram analisados quanto ao seu poder calorífico superior (PCS) e resistência mecânica. O rendimento de biochar obtido na pirólise foi de 35%, e o PCS do mesmo foi de 33,02 MJ/kg a 400 ºC. As proporções de resíduos (cera bruta e/ou folha de eucalipto) avaliadas na composição dos briquetes de carvão foram 10, 20 e 30%. A proporção de amido de milho foi fixada em 8%. Os briquetes com 30% de cera bruta apresentaram o melhor PCS, 23,45 MJ/kg, e maior resistência mecânica ao teste de quebra, 97,81%. Em síntese, foram produzidos briquetes de alta eficiência energética e durabilidade. Na segunda etapa do trabalho, o biochar foi quimicamente ativado com ácido fosfórico (40%) e impregnado com hidróxidos duplos lamelares de cálcio e alumínio (Ca/Al HDL), para melhorar sua capacidade de adsorção. O novo material adsorvente desenvolvido foi aplicado para remover o corante cristal violeta (CV) de soluções aquosas através da operação de adsorção em batelada. Os resultados da caracterização do adsorvente sugeriram que o material foi efetivamente sintetizado e suportado no biochar. Além disso, os experimentos de adsorção indicaram que o pH 8 foi mais adequado para adsorção do corante CV. Na cinética e isoterma de adsorção, os dados experimentais se ajustaram melhor ao modelo cinético de pseudo-segunda ordem e ao modelo isotérmico de Freundlich, respectivamente. O novo adsorvente desenvolvido mostrou uma alta capacidade de adsorção do corante CV alcançando a melhor capacidade de adsorção de 496,55 mg·g−1 a 50°C. Com relação as propriedades termodinâmicas, o uso deste adsorvente demonstrou um processo favorável, espontâneo e endotérmico. Nos ciclos de adsorção e dessorção, esse novo material adsorvente manteve 71% da capacidade adsortiva inicial, mesmo após quatro ciclos de reutilização. Com isso, esse novo biochar, quimicamente ativado com ácido fosfórico (40%) e impregnado com Ca/Al HDL, produzido gerou um adsorvente sustentável com alto desempenho para tratamento de efluentes contaminados por corantes.

Objective: Biochar is one of the products generated from biomass pyrolysis. Among the various possible applications, one that has been studied over the last few years is the employment of this material as a soil conditioner, aiming to improve properties in agricultural and forestry plantations. Methodology: Thus, this work aims to verify the state of the art of research related to biochar and its application, identifying the main interactions that occur between biochar and the soil, as well as with the elements that compose it. Results and discussion: After reviewing the literature and discussing the main aspects of the use of biochar, it was identified that the two topics that deserve greater attention due to the lack of sufficient work to improve the discussions are related to agricultural machines and implements used for the application of biochar in the soil and the analysis of the economic viability of using this product in plantations. Conclusion: With more work on these two topics, it will be possible to advance and improve the practical aspects of the application of biochar, disseminating this technique that can significantly contribute to the advancement of forestry in Brazil and worldwide. Objetivo: El biocarbón es uno de los principales productos generados a partir del pirólisis de biomasa. Entre las diversas aplicaciones posibles, una que se ha estudiado en los últimos años es la utilización de este material en el suelo, con el objetivo de mejorar las propiedades en plantaciones agrícolas y forestales. Metodología: Así, este trabajo tiene como objetivo verificar el estado del arte de la investigación relacionada con el biocarbón y su aplicación, identificando las principales interacciones que ocurren entre el biocarbón y el suelo, así como con los elementos que lo componen. Resultados y discusión: Luego de revisar la literatura y discutir los principales aspectos del uso del biocarbón, se identificó que los dos temas que merecen mayor atención debido a la falta de trabajo suficiente para mejorar las discusiones están relacionados con las máquinas agrícolas e implementos utilizados para la aplicación del biocarbón en el suelo y el análisis de la viabilidad económica del uso de este producto en plantaciones. Conclusión: Con más trabajo que aborde estos dos temas, será posible avanzar y mejorar los aspectos prácticos de la aplicación del biocarbón, difundiendo esta técnica que puede contribuir significativamente al avance de la silvicultura en Brasil y en todo el mundo. Objetivo: O biochar é um dos principais produtos gerados a partir da pirólise da biomassa. Entre as diversas aplicações possíveis, uma que vem sendo estudada ao longo dos últimos anos é o uso desse material no solo, com o objetivo de melhorar as propriedades em sítios de plantios agrícolas e florestais. Metodologia: assim, este trabalho tem como objetivo verificar o estado da arte das pesquisas referentes ao biochar e sua aplicação, identificando as principais interações que ocorrem entre o biochar e o solo, bem como com os elementos que o compõem. Resultados e discussão: Após a revisão de literatura e a discussão dos principais aspectos do uso do biochar, foi identificado que os dois tópicos que merecem maior atenção devido à ausência de trabalhos suficientes para aprimorar as discussões estão relacionados às máquinas e implementos agrícolas utilizados para a aplicação do biochar no solo e à análise da viabilidade econômica da utilização desse produto em plantios. Conclusão: Com a realização de mais trabalhos abordando esses dois tópicos, será possível avançar e aprimorar os aspectos práticos da aplicação do biochar, difundindo esta técnica que pode contribuir de maneira significativa para o avanço da silvicultura no Brasil e no mundo.

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR - Universidade Tecnológica Federal do Paraná Apesar de suportar a maior parte da vida terrestre, o solo tem sido depósito de diversos resíduos, o que tem resultado em grandes áreas contaminadas. A reciclagem de resíduos sólidos urbanos (RSU) via compostagem é uma das formas de se evitar sua deposição incorreta e ainda introduzir um composto orgânico no mercado. No entanto, o contacto dos resíduos com metais pesados leva a um produto com restrições de uso. Uma das formas de se controlar a contaminação dos solos é pela aplicação de condicionadores de solo, como biochar, zeólitos e matéria orgânica, que melhoram as características físicas e químicas do solo e possuem capacidade de reter poluentes, indisponibilizando-os para a absorção pelas plantas e reduzindo sua mobilidade para águas subterrâneas. Dessa forma, objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da aplicação dos condicionadores biochar, zeólitos e RSU compostado na biodisponibilidade de metais pesados por meio de um ensaio de lixiviação e um ensaio biológico, utilizando azevém como planta indicadora. Foi ainda objetivo determinar o contributo da aplicação do RSU enquanto fonte de metais pesados e a interação dos condicionadores com os nutrientes aplicados ao solo. Para a realização dos dois ensaios utilizou-se um solo da região nordeste de Portugal que foi contaminado pelos metais pesados, cádmio, crómio, níquel e chumbo: i) com a aplicação de RSU; e ii) uma solução contendo os metais para efeito de comparação (MP). A quantidade de metal aplicada foi cerca de cinco vezes superior à permitida pela lei vigente no país. Também foram adicionados nutrientes nitrogênio, fósforo, potássio, magnésio, enxofre, ferro, manganês, cobre, zinco, boro e molibdênio. Os tratamentos para os dois ensaios foram divididos de acordo com a fonte de metais pesados. Para o RSU compostado: Solo (S); Solo + Nutrientes (SN); Solo + Nutrientes + RSU (SN RSU); Solo + Nutrientes + Biochar (SN B); Solo + Nutrientes + Zeólitos (SN Z); Solo + Nutrientes + RSU + Biochar (SN RSU B); Solo + Nutrientes + RSU + Zeólitos (SN RSU Z). Para a solução de metais pesados: Solo (S); Solo + Nutrientes (SN); Solo + Nutrientes + Metais Pesados (SN MP); Solo + Nutrientes + Metais Pesados + Biochar (SN MP B); Solo + Nutrientes + Metais Pesados + Zeólitos (SN MP Z); Solo + Nutrientes + Metais Pesados + Biochar + Zeólitos (SN MP BZ). Todos os tratamentos foram reproduzidos em triplicata. Foram realizadas seis lixiviações, no ensaio de lixiviação, e seis cortes, no ensaio biológico. Como resultados principais notou-se, no ensaio de lixiviação, que a adição de RSU aumentou a liberação de potássio, sódio, cálcio e magnésio (macronutrientes), além de cobre e níquel e mascarou a presença dos condicionadores. Apesar disso, os zeólitos liberaram maiores quantidades de macronutrientes, o que deve estar diretamente relacionado à sua composição, enquanto o biochar apresentou maior retenção destes metais. Além disso, os condicionadores apresentaram imobilização de cádmio, níquel e chumbo nos diferentes tratamentos, enquanto a presença da solução de metais pesados refletiu-se num aumento da lixiviação de crómio e níquel. Com relação à produção de biomassa, notou-se que os tratamentos com RSU apresentaram menores valores. Ao longo do tempo as maiores produções estiveram relacionadas aos tratamentos com a presença dos condicionadores. Por fim, relativo à exportação dos metais para o azevém, a presença de RSU aumentou a exportação de potássio para a planta e não apresentou influência significativa na exportação do cádmio, crómio e chumbo, além de reduzir a exportação do níquel. Os zeólitos apresentaram maiores quantidades exportadas quando comparado ao biochar, que apresentou retenção do cádmio e crómio. A união dos condicionadores reduziu a exportação de cádmio e o chumbo não apresentou diferenças significativas entre os tratamentos. Dessa forma, concluiu-se que o RSU, de forma geral, não aumentou em grandes proporções as quantidades de metais pesados disponíveis e funciona como fertilizante de liberação lenta. O condicionador biochar apresentou imobilização de grande parte dos metais, o que se refletiu numa menor produção de biomassa, enquanto a aplicação dos zeólitos resultou em maiores produções. Despite supporting most of terrestrial life, the soil has been a deposit of various wastes, which has resulted in large contaminated areas. Recycling municipal solid waste (MSW) via composting is one way to prevent its incorrect disposal and still introduce an organic compost in the market. However, contact of waste with heavy metals leads to a restricted product. One way to control soil contamination is by applying soil conditioners such as biochar, zeolites and organic materials, which improve the physical and chemical characteristics of the soil have the hability to retain pollutants, making them unavailable for plant absorption and reduce their mobility to groundwater. Thus, the objective of this study was to evaluate the effect of the application of biochar, zeolite and MSW conditioners with bioavailability of heavy metals through a leaching test and a biologic test, using ryegrass as an indicator plant. It was also objective to determine the contribution of the MSW application as the source of heavy metals and the interaction of the conditioners with the nutrients used in the soil. For the two tests, a soil from the northeast region of Portugal was contaminated by heavy metals, cadmium, chromium, nickel and lead: i) with the application of MSW; and ii) a solution containing the metals for comparison (MP). The amount of metal applied was about five times higher than allowed by the law in force in the country. Nitrogen, phosphorus, potassium, magnesium, sulfur, iron, manganese, copper, zinc, boron and molybdenum nutrients were also added. Treatments for both trials were divided according to the source of heavy metals. For composted MSW: Solo (S); Soil + Nutrients (SN); Soil + Nutrients + MSW (SN MSW); Soil + Nutrients + Biochar (SN B); Soil + Nutrients + Zeolites (SN Z); Soil + Nutrients + MSW + Biochar (SN MSW B); Soil + Nutrients + MSW + Zeolites (SN MSW Z). For heavy metal solution: Soil (S); Soil + Nutrients (SN); Soil + Nutrients + Heavy Metals (SN MP); Soil + Nutrients + Heavy Metals + Biochar (SN MP B); Soil + Nutrients + Heavy Metals + Zeolites (SN MP Z); Soil + Nutrients + Heavy Metals + Biochar + Zeolites (SN MP BZ). All treatments were reproduced in triplicate. Six leaches were performed in the leaching test and six cuts in the biologic test. The main results showed that the addition of MSW increased the release of potassium, sodium, calcium and magnesium (macronutrients), in addition to copper and nickel and masked the presence of conditioners. Nevertheless, zeolites released higher amounts of macronutrients, which should be directly related to their composition, while biochar showed higher retention of these metals. In addition, the conditioners showed cadmium, nickel and lead immobilization in the different treatments, while the presence of the heavy metal solution was reflected in an increase in chromium and nickel leaching. Regarding biomass production, it was noted that the treatments with MSW had lower values. Over time the highest productions were related to treatments with the presence of conditioners. Finally, regarding the export of metals to ryegrass, the presence of MSW increased the export of potassium to the plant and did not significantly influence the export of cadmium, chromium and lead, besides reducing the export of nickel. The zeolites showed higher export quantities when compared to biochar, which showed retention of cadmium and chromium. The bonding of the conditioners reduced cadmium export and lead showed no significant differences between treatments. Thus, it was concluded that MSW did not generally increase the quantities of heavy metals available and works as a slow release fertilizer. The biochar conditioner showed immobilization of most metals, which was reflected in a lower biomass production, while the application of zeolites resulted in higher yields.

Mestrado de dupla diplomação com a UTFPR, Universidade Tecnológica Federal do Paraná O presente trabalho busca, a partir de métodos práticos, encontrar alternativas com soluções pertinentes aos impactos ambientais de larga escala, relacionados com a recuperação de solos contaminados por metais pesados e a problemática da gestão de Resíduos Sólidos Urbanos (RSU) em Portugal. Para isso recorreu-se à aplicação ao solo de condicionadores naturais, como o mineral zeólitos e os desenvolvidos através da pirólise de uma matéria-prima orgânica na ausência de oxigênio, conhecidos como biochar. Ambos os condicionadores apresentam características físico-químicas que podem melhorar significativamente as propriedades do solo, com destaque para a imobilização de metais pesados, contaminantes oriundos de atividades industriais ou da adubação desadequada com aditivos orgânicos provenientes da compostagem dos RSU e compostos fertilizantes inorgânicos. Devido à sua alta porosidade e densidade de carga elétrica, esses condicionadores são capazes de adsorver e liberar lenta e constantemente nutrientes essenciais para as plantas sem que haja impactos negativos no ecossistema. Neste trabalho foram desenvolvidos dois ensaios: o primeiro, um ensaio de lixiviação em tubos verticais com solo, ao qual foram adicionados condicionadores, composto de RSU, nutrientes e uma solução de metais pesados (MP). A quantidade de MP aplicada foi cerca de cinco vezes superior à permitida pelo Decreto-Lei 103/2015 vigente no país, quer os adicionados no composto de RSU quer os adicionados na forma de solução. Este primeiro ensaio teve o objetivo de avaliar o potencial de imobilização e retenção de nutrientes e metais pesados pelos condicionadores ao longo do tempo. O outro foi um ensaio biológico em vasos, com os mesmos tratamentos aplicados nos tubos de lixiviação, usando uma gramínea como planta teste, o azevém (Lolium multifllorum Lam.). O objetivo foi avaliar a absorção de nutrientes e metais pesados, acumulados na biomassa vegetal produzida, com o intuito de quantificar o potencial de toxicidade de corretivos orgânicos oriundos da valorização orgânica dos RSU e o papel do biochar e zeólitos na dinâmica da biodisponibilidade de nutrientes e imobilização desses metais. Foram realizados dois cortes na biomassa aérea e analisada os parâmetros de qualidade do solo após os cortes. Como resultados principais notou-se, no ensaio de lixiviação que a adição de RSU aumentou a liberação dos elementos potássio, sódio, cálcio, magnésio ferro, cobre, manganês, níquel e chumbo. Os zeólitos estiveram associados à maior disponibilidade dos elementos potássio, sódio, cálcio e magnésio, com especial destaque para o potássio. A presença de RSU mascarou o efeito dos zeólitos e biochar na imobilização dos metais pesados. No ensaio sem RSU verificou-se um efeito significativo destes condicionadores na redução da quantidade lixiviada de metais pesados. A adição de RSU ao solo melhorou o estado da sua fertilidade, nos parâmetros avaliados. Sem a presença de RSU verificou-se um efeito positivo da presença de biochar e zeólitos na imobilização de metais pesados, deixando também o solo em melhores condições. No entanto, parece haver mecanismos diferenciados dos dois tipos de condicionadores nos fenômenos de retenção/liberação de metais já que, de uma maneira geral, o biochar apresentou maior capacidade de imobilização de níquel e cádmio, e os zeólitos contribuíram para a imobilização de chumbo no solo. No ensaio biológico constatou-se o elevado valor fertilizante do composto de RSU, já que as maiores produções de biomassa estiveram associadas aos tratamentos com este composto. A presença de zeólitos disponibilizou maior quantidade de nutrientes. A adição de biochar e zeólitos ao solo imobilizou metais pesados adicionados na forma de solução. The present research seeks, from practical methods, to find alternatives with reasonable solutions to large-scale environmental impacts, related to recovery of soils contaminated by heavy metals and the problematic management of Municipal Solid Waste (MSW) in Portugal. For this purpose, natural conditioners were applied to the soil, such as the mineral zeolites and those developed through the pyrolysis of an organic raw material in the absence of oxygen, known as biochar. Both conditioners present physical-chemical characteristics that can significantly improve soil properties, with emphasis on the immobilization of heavy metals, contaminants from industrial activities or from inappropriate fertilization with organic additives from the composting of MSW and inorganic fertilizer compounds. Due their high porosity and electrical charge density, these conditioners are capable of adsorbing and releasing slowly and constantly essential nutrients to plants without negative impacts on the ecosystem. In this work, two tests were developed: the first, a leaching test in vertical tubes with soil, conditioners, MSW compost, nutrients, and a heavy metal (HM) solution were added. The amount of HM applied was about five times higher than allowed by the Decreto-Lei 103/2015 in force in the country, even for those added in the MSW compost and those added in solution form. This first trial aimed to evaluate the potential immobilization and retention of nutrients and heavy metals by the conditioners over time. The other was a biological pot experiment, with the same treatments applied in the leaching tubes, using a ryegrass as test plant (Lolium multifllorum Lam.). The goal was to evaluate the uptake of nutrients and heavy metals, accumulated in the plant biomass produced, in order to quantify the potential toxicity of fertilizers from the organic valorization of MSW and the presence of biochar and zeolites in the availability of nutrients and heavy metals immobilization dynamics. Two cuts were made in the aerial biomass and the soil quality parameters were analyzed after the cuts. The main results of the leaching test showed that the addition of MSW increased the release of potassium, sodium, calcium, magnesium, iron, copper, manganese, nickel, and lead. The zeolites were related to higher availability of the elements potassium, sodium, calcium, and magnesium, with special emphasis on potassium. The presence of MSW masked the effect of zeolites and biochar in the immobilization of heavy metals. In the test without MSW, there was a significant effect of these conditioners in reducing the leached amount of heavy metals. The addition of MSW to the soil improved its fertility status in the parameters evaluated. Without the presence of MSW there was a positive effect of the presence of biochar and zeolites in the immobilization of heavy metals, also giving the soil a better condition. However, it seems that there are different mechanisms for the two types of conditioners in terms of retention/release of metals, in general, biochar showed a greater capacity to immobilize nickel and cadmium, and zeolites contributed to the immobilization of lead in the soil. In the biological test, the high fertilizing power of the MSW compost was verified, as the highest biomass productions were associated with the treatments with this compost. The presence of zeolites made more nutrients available. The addition of biochar and zeolites to the soil immobilized heavy metals added in solution form.

O biocarvão obtido a partir da pirólise de resíduos agrícolas é um material promissor para a imobilização de enzimas, devido ao seu baixo custo e grande disponibilidade, além da presença de grupos funcionais de superfície e porosidade que contribuem para os processos de imobilização. As enzimas lacase apresentam potencial para várias aplicações, entre elas, destaca-se a biotransformação de contaminantes presentes no meio ambiente, como os compostos farmacêuticos. A utilização de enzimas na forma imobilizada em suportes sólidos possibilita a sua reutilização diminuindo os custos operacionais, além de melhorar a sua estabilidade e atividade catalítica. Neste trabalho, a enzima lacase foi imobilizada em biocarvão obtido a partir de caroço de abacate e aplicada na remoção e biotransformação do fármaco acetaminofeno (ACT) em solução aquosa. Diferentes tratamentos foram realizados no biocarvão, obtendo diferentes materiais que foram avaliados como suporte para a imobilização de lacase. O primeiro tratamento foi com cloreto de zinco e ácido clorídrico (BCA-Zn); o segundo foi a funcionalização do biocarvão com glutaraldeído a 1% (BCA-G1) e 5% (BCA-G5); o terceiro tratamento foi a ativação com ácido cítrico (BCA-A) e o quarto tratamento foi a ativação com ácido cítrico e funcionalização com glutaraldeído a 1% (BCA-AG1) e 5% (BCA-AG5). Após a realização dos tratamentos, foi observado que a área de superfície do biocarvão aumentou ~12 vezes após o tratamento com ácido cítrico; grupos carbonilas foram observados nos materiais que foram funcionalizados com glutaraldeído. O processo de funcionalização do biocarvão com glutaraldeído a 5% proporcionou um aumento na quantidade de enzima imobilizada ativa por grama do suporte. Estudos do efeito do valor de pH na imobilização de lacase mostraram que a imobilização em pH 4 possibilitou a interação entre a enzima e o suporte por ligação iônica e covalente. A eficiência da enzima imobilizada na remoção e biotransformação do ACT em solução aquosa foi de 99% após 24h de contato. A lacase imobilizada demonstrou estabilidade operacional por até sete ciclos de reuso, mantendo 50,7% de sua atividade na biotransformação do ACT. A enzima imobilizada também demonstrou estabilidade de armazenamento por 30 dias a 4°C e a ~25°C, mantendo mais de 90% de sua atividade na biotransformação do ACT.Diante destes aspectos, com este trabalho destaca-se a valorização de resíduos agrícolas no desenvolvimento de suportes com enzimas imobilizadas mais ecológicos e sustentáveis. Biochar obtained from the pyrolysis of agricultural residues is a promising material for enzyme immobilization due to its low cost and excellent availability. In addition, biochar presents surface functional groups and porosity that contribute to the immobilization processes. Laccase enzymes have the potential for many applications, among them, stands out the contaminant’s biotransformation present in the environment, such as pharmaceutical compounds. The use of enzymes in the form immobilized in solid supports allows their reuse, reducing operating costs, and improve their stability and catalytic activity. In this study, laccase enzyme was immobilized in biochar from avocado seeds and applied to acetaminophen (ACT) removal and biotransformation in aqueous solution. Different treatments were performed on biochar, obtaining different materials that were evaluated as support for laccase immobilization. The first treatment was with zinc chloride and hydrochloric acid (BCA-Zn); the second treatment was functionalization of biochar with 1% (BCA-G1) and 5% (BCA-G5) glutaraldehyde; the third treatment was activation with citric acid (BCA-A) and the fourth treatment was activation with citric acid and functionalization with 1% (BCA-AG1) and 5% (BCA-AG5) glutaraldehyde. After completion of the treatments, it was observed that surface area of the biochar increased ~12 times after the treatment with citric acid; carbonyl groups were observed in materials that were functionalized with glutaraldehyde. The functionalization process of biochar with 5% glutaraldehyde provided an increase in the amount of active immobilized enzyme per gram of support. Studies of the effect of pH value on laccase immobilization showed that immobilization at pH 4 enabled the interaction between enzyme and support by ionic and covalent bonding. The efficiency of the immobilized biocatalyst in the removal and biotransformation of ACT in aqueous solution was 99% after 24h of contact. The immobilized laccase demonstrated operational stability for up to seven reuse cycles, maintaining 50.7% of its activity in the biotransformation of ACT. The immobilized enzyme also demonstrated storage stability for 30 days at 4°C and ~25°C, maintaining more than 90% activity in the biodegradation of ACT. In view of these aspects, this work highlights the valorization of agricultural residues in the development of supports with more ecological and sustainable immobilized enzymes.

A presente tese investigou metodologias para o preparo de carvões ativados, usando como precursores carbonáceos os resíduos da Castanha do Para (Bertholletia excelsa) e da serragem do Sapelli (Entandrophragma cylindricum) bem como a aplicação desses carvões como adsorventes em efluentes contendo contaminantes de preocupação emergente. A tese é apresentada no formato de 3 artigos, já publicados em periódicos internacionais com classificação Capes A1 e B1. As metodologias de preparo dos carvões tiveram dois enfoques: i) a melhoria das propriedades texturais (área superficial e volume de poros); ii) atribuição de caraterísticas magnéticas sem perder potencialidade como adsorvente. Na primeira investigação usando os resíduos da Castanha do Pará (CCP) buscou-se entender o efeito da temperatura de pirolise na preparação do carvão ativado, sendo preparado pastas na proporção de 1:1 (CCP: ZnCl2) e a pirolise realizada nas temperaturas de 600°C e 700°C, denominados respectivamente CCP600 e CCP700. Na segunda investigação, também usando os resíduos da Castanha do Pará (CCP) a pesquisa focou os estudos na influência da quantidade de Cloreto de Zinco na preparação dos carvões, sendo produzido carvões na proporção 1:1 (CCP : ZnCl2) e na proporção 1:1.5 (CCP : ZnCl2), denominados respectivamente BNS1.0 e BNS1.5, ambos pirolisadas 600°C. Na terceira investigação a serragem de Sapelli foi usada como precursor dos carvões ativados e os estudos foram direcionados para o preparo de materiais magnéticos, onde apurou-se misturas de Sapelli com Cloreto de níquel (NiCl2) - ( 1:1), bem como a mistura Sapelli: Cloreto de Zinco (ZnCl2): Cloreto de Níquel (NiCl2) – (1:1:1), ambas as pastas foram pirolisadas a 700°C. Nesse estudo ainda se investigou duas formas de eliminação dos inorgânicos do carvão ativado, a lixiviação com ácido clorídrico (0.1M) sob refluxo e a lixiviação assistida por ultrassom (US- 15 min, 600 W), obtendo-se quatro compósitos: SNiAL, SNiUS, SNiZnAL, SNiZnUS. Todos os carvões foram caracterizados por análise elementar de CHN/O, a razão hidrofóbica/hidrofílica, FTIR, TGA, titulação modificada de Bohem, BET/BJH e para a última investigação caracterizou-se os carvões quanto a magnetização usando o VSM. Essas análises mostram que os adsorventes têm diferentes grupos polares, o que confere uma superfície hidrofílica. Quanto às propriedades texturais o CCP600 e CCP700 apresentaram área superficial e volume total de poros de 1457 m2. g-1 e 0.275 cm3.g-1 e 1419 m2.g-1 e 0.285 cm3.g-1 respectivamente, o BNS 1:0 e o BNS 1:1,5 apresentaram 1457 m2.g-1 e 0.5486 cm3.g-1; 1640 m2. g-1 e 0.7947 cm3. g-1; enquanto SNiAL, SNiUS, SNiZnAL, SNiZnUS apresentaram área superficial e volume total de poros de 384 m2.g-1 e 0,136 cm3.g-1; 396 m2.g-1 e 0,147 cm3 g-1; 1628 m2.g-1 e 0,660 cm3 g-1; 1212 m2.g-1 e 0,497 cm3.g-1, respectivamente. No que tange ao magnetismo os carvões ativados atingiram saturação de magnetização (Ms) de 6.86 (emu/g) para SNiZnAL; 10.81 (emu/g) para SNiZnUS; 15.00 (emu/g) para SNiAL e 12.59 (emu/g) para SNiUS. As metodologias propostas possibilitaram inferir que variação de 100°C na pirólise dos precursores não causou modificações significativas nas propriedades texturais dos carvões bem como possibilitou validar que o cloreto de zinco favorece o incremento das propriedades texturais, ademais foi possível identificar que o processo de lixiviação via ultrassom pode ser usado a favor da manutenção das propriedades magnéticas do carvão. Os ensaios de adsorção possibilitaram atestar a eficiência dos carvões produzidos como adsorvente de contaminantes emergentes de diferentes classes. The thesis investigated methodologies for preparing activated carbons, using the residues of Brazil Nut (Bertholletia excelsa) and Sapelli sawdust (Entandrophragma cylindricum) as carbon precursors. The application of these carbon materials as adsorbents for treating effluents containing contaminants of emerging concern. The thesis is presented in the format of 3 papers already published in international journals with CAPES classifications A1 and B1. The preparation methodologies of carbons had two approaches: i) the improvement of textural properties (surface area and pore volume); ii) attribution of magnetic characteristics without losing the potentiality of being utilized as adsorbent. In the first investigation using the residues of Brazil Nut (CCP) we sought to understand the effect of pyrolysis temperature on the preparation of activated carbon, being prepared pastes in the proportion of 1:1 (CCP: ZnCl2) and pyrolysis performed at temperatures of 600°C and 700°C, respectively called CCP600 and CCP700. In the second investigation, also using the residues of Brazil Nut (CCP), the research focused the studies on the influence of the amount of zinc chloride in the preparation of carbons, being produced activated carbons in the proportion 1:1 (CCP: ZnCl2) and the proportion 1:1.5 (CCP: ZnCl2), respectively BNS1.0 and BNS1.5, both pyrolyzed 600°C. In the third investigation, Sapelli sawdust was used as a precursor of activated carbons, and studies were directed to the preparation of magnetic materials, where Sapelli mixtures with nickel chloride (NiCl2) - ( 1:1), as well as the Sapelli mixture: Zinc Chloride (ZnCl2): Nickel Chloride (NiCl2) – (1:1:1), both pastes were pyrolyzed at 700°C. In this study, two forms of elimination of inorganics from activated carbon were investigated, leaching with 0.1M hydrochloric acid under reflux and ultrasound-assisted leaching (US- 15 min, 600 W), obtaining four composites: SNiAL, SNiUS, SNiZnAL, SNiZnUS. All activated carbons were characterized by elemental analysis of CHN/O, hydrophobic/hydrophilic ratio, FTIR, TGA, modified titration of Bohem, BET/BJH, and in the last investigation, the carbon materials were characterized by magnetization using VSM. These analyses show that adsorbents have different polar groups, which confers a hydrophilic surface. As for the textural properties, CCP600 and CCP700 presented surface area and total pore volume of 1457 m2. g-1 and 0.275 cm3.g-1and 1419 m2.g-1and 0.285 cm3.g-1, respectively, BNS 1:0 and BNS 1:1.5 presented 1457 m2. g-1and 0.5486 cm3.g-1; 1640 m2. g-1 and 0.7947 cm3.g-1; while SNiAL, SNiUS, SNiZnAL, SNiZnUS presented surface area and total pore volume of 384 m2.g-1 and 0.136 cm3.g-1; 396 m2.g-1 and 0.147 cm3.g-1; 1628 m2.g 1 and 0.660 cm3.g-1; 1212 m2. g-1and 0.497. cm3.g-1, respectively. When it comes to magnetism, carbon reached magnetization saturation (Ms) of 6.86 (emu/g) for SNiZnAL; 10.81 (emu/g) for SNiZnUS; 15.00 (emu/g) for SNiAL and 12.59 (emu/g) for SNiUS. The proposed methodologies made it possible to infer that a variation of 100°C in the pyrolysis of the precursors did not cause significant changes in the textural properties of the carbon materials, as well as to validate that zinc chloride favors the increase of textural properties, in addition, it was possible to identify that the leaching process via ultrasound can be used in favor of maintaining the magnetic properties of coal. The adsorption tests made it possible to attest to the efficiency of the coals produced as adsorbents of emerging contaminants of different classes.

Dissertação de Mestrado Integrado em Engenharia Química apresentada à Faculdade de Ciências e Tecnologia Com o aumento da população e consequente aumento das atividades antropogénicas, a poluição por metais pesados no solo, água e ar, com concentrações acima das permitidas por lei é um problema mundial crescente, tornando-se numa ameaça para a saúde humana e ecossistemas.Várias técnicas e materiais têm sido desenvolvidos com o objetivo de mitigar o efeito associado à contaminação por metais pesados. Os biochars são um dos materiais com capacidade de redução da biodisponibilidade dos metais pesados, dadas as suas características de adsorção, diminuindo assim a mobilidade dos metais pesados para a cadeia alimentar e lixiviação para os lençóis de água.O objetivo do presente estudo é investigar a aplicação de biochars na remediação de solos contaminados com metais pesados. Os solos objeto de estudo são o saibro e o solo mole do Baixo Mondego, contaminados artificialmente pelos metais pesados crómio, níquel e zinco.Primeiramente produziram-se oito tipos de biochars, provenientes de duas matérias-primas eucalipto e pinheiro, que sofreram pirólise a 350ºC e 450ºC. Posteriormente, foram moídos e separados em duas frações de tamanhos diferentes (< e > a 210 μm). Estes biochars foram aplicados ao saibro contaminado com metais pesados e foi analisada a sua influência na adsorção destes, verificando que o biochar de pinheiro apresenta melhor capacidade de retenção, no primeiro dia, tendência que se inverte a partir do segundo dia de ensaio, tendo os biochars de eucalipto exibido resultados ligeiramente melhores.Uma vez que os biochars de fração inferior a 210 μm e temperatura de pirólise 450ºC apresentaram maior eficiência na adsorção dos metais, foi variada a sua concentração de 3% para 1 % (w/w), verificando-se que, ao aumento da concentração permite obter resultados mais favoráveis, destacando-se o biochar de pinheiro no 1º dia e adsorções superiores a 99% no 2º dia.Foi igualmente investigada a influência da carga hidráulica, para o saibro contaminado com níquel, com baixa e elevada concentração. Os resultados permitem concluir não haver influência da carga hidráulica aplicada na adsorção de metais, apresentando valores idênticos de retenção.Por último, estudou-se o solo mole do Baixo Mondego contaminado por metais pesados, com concentrações mais baixas. Os resultados indicam que o solo apresentava elevada capacidade de adsorção dos metais pesados, dadas as suas propriedades, nomeadamente presença de minerais de argila e matéria orgânica, concluindo-se pela não necessidade de adição de biochars a este solo, para as concentrações consideradas. With the increase in population and the consequent increase in anthropogenic activities, heavy metal pollution in soil, water and air, with concentrations above those permitted by law, is a growing global problem, becoming a threat to human health and ecosystems.Several techniques and materials have been developed to mitigate the effect associated with heavy metals contamination. Biochars are one of the materials with the capacity to reduce the bioavailability of heavy metals due to their adsorption characteristics, thus decreasing the mobility of heavy metals into the food chain and leaching into water flows.The aim of this study is to investigate the application of biochars in the remediation of soils contaminated with heavy metals. The studied soils are clay and soft soil from Baixo Mondego, artificially contaminated by heavy metals chromium, nickel and zinc.Firstly, eight types of biochars were produced, from two raw materials: eucalyptus and pine, which underwent pyrolysis at 350ºC and 450ºC. Later these materials were grinded and separated into two fractions of different sizes (< and > at 210 μm). These biochars were applied to gravel contaminated with heavy metals and their influence on contaminants adsorption was analyzed, verifying that pine biochar has better retention capacity on the first day, a trend that reverses after the second day of testing. The biochars of eucalyptus showed slightly better results.Since biochars with a fraction less than 210 μm and pyrolysis temperature of 450 ºC showed greater efficiency in the adsorption of metals, their concentration was varied from 3% to 1% (w/w), verifying that increasing the concentration allows obtaining more favorable results, especially the pine biochar on the 1st day and adsorptions greater than 99% on the 2nd day.It was also investigated the influence of the hydraulic load on the clay contaminated with nickel with low and high concentration. The results allow us to conclude that there is no influence of the hydraulic load applied, on the adsorption of metals, presenting identical retention values.Finally, the soft soil of Baixo Mondego contaminated by heavy metals lower concentrations was tested in this case. The results indicate that the soil had a high capacity for adsorption of heavy metals, given its properties, namely the presence of clay minerals and organic matter, concluding that there is no need to add biochars to this soil, at least for the concentrations considered.

Submitted by Ivy Rodrigues (ivy@unoeste.br) on 2022-05-19T12:47:34Z No. of bitstreams: 2 JANARDELLY G. DE SOUZA.pdf: 6521982 bytes, checksum: 1362d7a76fe424af72c923123f38279f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Made available in DSpace on 2022-05-19T12:47:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 JANARDELLY G. DE SOUZA.pdf: 6521982 bytes, checksum: 1362d7a76fe424af72c923123f38279f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2021-09-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The biosolid is a residue generated during the treatment of wastewater at the Sewage Treatment Station (ETE), it is rich in organic matter and nutrientes, but there are limitations to its use. A viable alternative for using this residue is its transformation into biochar through pyrolysis, associating the inherent benefits to biochar, eliminating the presence of pathogens wich is one of the main limitations for its application. Therefore, this study aimed to evaluate whether applications of organic residues and biochars individual or combined with nitrogen fertilization interfere in the soil attributes and in the development of Urochloa brizantha cv. Marandu. Thus, in a first stage, biochars was produced from a dry biosolids sample and a dry sugarcane bagasse sample, separately, through slow pyrolysis at a temperature of 350°C, wich where characterized through physical analysis, chemical and mass balance. In a second stage, a experimente was installed in a completely randomized design (DIC), with a 7x4 factorial scheme and 5 repetitions, and the treatments consisted of 7 substrate compositions namely: control soil (SC); soil + 300 g of pure biosolid (BP); soil + 100 g pure sugarcane bagasse (BCP); soil + 150 g pure biosolid + 50 g pure sugarcane bagasse (BP+BCP); soil + biosolid biochar (BB); soil + 100 g sugarcane bagasse biochar (BBC); soil + 150 g biosolid biochar + 50 g sugarcane bagasse biochar (BB+BBC); and 4 doses of mineral nitrogen fertilization: 0; 12,5; 25 and 50 mg dm-3. In all, 4 cuts were made in the plants at 60, 88, 116 and 144 days after planting. The development of Marandu grass was evatuated through physiological variables: leaf mass production, root mass production, total nitrogen content and organic carbono in plant tissues. As for the soil, the chemical and microbiological atributes were evaluates after the cultivation of Marandu grass. For this, chemical analyzes (determination of pH, organic matter, phosphorus, potassium, magnesium, calcium, aluminium and hydrogen plus aluminium, N-total, N-inorganic and total organic carbon) and biological (basal soil respiration, microbial biomass carbon and nitrogen, dehydrogenase enzyme activity and fluorescein diacetate hydrolysis). The data obtained in the experiment were submitted to analysis of variance using the SISVAR program. For comparison of means, the Scott-Knott test at 5% probability was used (p

Submitted by arlindo kohlrausch (ajfk@uepg.br) on 2022-03-29T22:32:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Carlos Alberto Ferreira dos Santos.pdf: 1923266 bytes, checksum: 2f63a2dd505a31284405f743d0b77ff9 (MD5) Made available in DSpace on 2022-03-29T22:32:25Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) Carlos Alberto Ferreira dos Santos.pdf: 1923266 bytes, checksum: 2f63a2dd505a31284405f743d0b77ff9 (MD5) Previous issue date: 2021-08-30 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior As espécies metálicas podem ser consideradas nutrientes essenciais ou agentes tóxicos dependendo do seu conteúdo e da forma como são encontrados no meio ambiente. Espécies metálicas, mesmo em baixas concentrações, podem causar efeitos nocivos na biota aquática, podendo também ocorrer transferência para a cadeia trófica. As espécies metálicas em estudo neste trabalho de pesquisa são os compostos solúveis de cromo em suas formas mais estáveis, como o cromo trivalente Cr (III), encontrado como aquocomplexos (Cr (H2O)6 3+), e na forma hexavalente Cr (VI), geralmente encontrados em suas formas aniônicas CrO4 2- , HCrO4 - e Cr2O7 2- , dependendo da concentração do íon cromo e do pH do meio em que se encontra. O processo utilizado para remover as espécies de cromo presentes em solução aquosa foi o processo de sorção, que é o principal objetivo do projeto, para avaliar a capacidade de sorção das espécies Cr (III) e Cr (VI) em diferentes biossorventes obtidos a partir de biomassa da casca do pinhão, semente de Araucária angustifólia, uma conífera comum nas regiões sul e sudeste do Brasil. As biomassas passaram por um processo de limpeza com água ultrapura e após a secagem foram moídas, peneiradas em tela de 16 mesh e homogeneizadas por quarteamento. As peças separadas foram utilizadas sem tratamento prévio (B), após tratamento ácido com HNO3 (BH), após tratamento básico com NaOH (BOH), após tratamento térmico por processos de pirólise (biochar) a 650 ° C (BC6) e 800 ° C (BC8) e também com ativação química com ZnCl2 após os processos de pirólise (BCA6) e (BCA8). Os processos de sorção foram avaliados por batelada, com agitação e temperaturas controladas com separação das espécies metálicas na concentração inicial de 50µg L -1 . Os níveis de cromo não absorvidos foram determinados no sobrenadante por Espectroscopia de Absorção Atômica com Atomização Eletrotérmica em Forno de Grafite (GFAAS). Os biossorventes mais eficientes para a remoção das espécies Cr (III) e Cr (VI) foram o biocarvão produzido a 800 ° C (BC8), que apresentou uma remoção de 78 ± 8% para o Cr (III) e o biocarvão produzido a 800 ° C com ativação química por ZnCl2 (BCA8), apresentando uma remoção de 99,7 ± 0,6% para Cr (VI), muito superior à biomassa sem tratamento (B), que foi de 17,4 ± 15% para Cr (III) e 15 ± 8,5% para Cr (VI). Após os processos de sorção, foram realizadas caracterizações por técnicas como Espectroscopia Molecular na Região do Infravermelho, Difração de Raios X, Termogravimetria, Área de Superfície BET, Potencial Zeta, Microscopia SEM-FEG, apenas para o material de partida, neste caso a biomassa não tratada e os biossorventes mais eficientes no processo de sorção de Cr (III) e Cr (VI). Podemos observar a melhora na capacidade de sorção das espécies de cromo em todos os tratamentos utilizados, com melhora seletiva com os biossorventes preparados após tratamento térmico e ativação química após tratamento térmico. Os aumentos na remoção de espécies de cromo podem estar relacionados a mudanças na estrutura dos materiais após os tratamentos, como o aumento da área superficial dos biossorventes bem como a mudança na carga elétrica em sua superfície, o que auxiliou na a seletividade das espécies com carga negativa ou positiva por suas atrações eletrostáticas. Metallic species can be considered essential nutrients or toxic agents depending on their content and the way they are found in the environment. Metallic species even at low concentrations can cause harmful effects on aquatic biota, and transfer to the trophic chain can also occur. The metallic species under study in this research work are the soluble compounds of chromium in its most stable forms such as the trivalent chromium Cr (III), found as aquocomplexes (Cr (H2O)6 3+), and in the hexavalent form Cr (VI), generally found in their anionic forms CrO4 2- , HCrO4 - and Cr2O7 2- , depending on the concentration of the chromium ion and the pH of the medium in which it is found. The process used to remove the chromium species present in aqueous solution was the sorption process, which is the main objective of the project, to evaluate the sorption capacity of the Cr (III) and Cr (VI) species in different biosorbents obtained from of the biomass of the pinhão bark, seed of Araucária angustifólia, a conifer common in the south and southeast regions of Brazil. The biomasses went through a cleaning process with ultrapure water and after drying they were ground, sieved on a 16 mesh screen and homogenized by quartering. The separated parts were used without previous treatment (B), after acid treatment with HNO3 (BH), after basic treatment with NaOH (BOH), after heat treatment by pyrolysis processes (biochar) at 650 ° C (BC6) and 800 ° C (BC8) and also with chemical activation with ZnCl2 after the pyrolysis (BCA6) and (BCA8) processes. The sorption processes were evaluated by batch, with agitation and controlled temperatures with separation of metallic species in an initial concentration of 50µg L -1 . The levels of chromium that were not absorbed were determined in the supernatant using Atomic Absorption Spectroscopy with Electrothermal Atomization in Graphite Furnace (GFAAS). The most efficient biosorbents for the removal of Cr (III) and Cr (VI) species were the biochar produced at 800 ° C (BC8), which showed a 78 ± 8% removal for Cr (III) and the biochar produced at 800 ° C with chemical activation by ZnCl2 (BCA8), showing a removal of 99.7 ± 0.6% for Cr (VI), much higher than biomass without treatment (B), which was 17.4 ± 15% for Cr (III) and 15 ± 8.5% for Cr (VI). After the sorption processes, characterizations were performed by techniques such as Molecular Spectroscopy in the Infrared Region, X Ray Diffraction, Thermogravimetry, BET Surface Area, Zeta Potential, SEM-FEG Microscopy, only for the starting material, in this case the untreated biomass and the most efficient biosorbents in the sorption process for Cr (III) and Cr (VI). We can observe the improvement in the sorption capacity of the chromium species in all treatments used, with selective improvement with the biosorbents prepared after heat treatment and chemical activation after heat treatment. The increases in the removal of chromium species may be related to changes in the structure of the materials after the treatments, such as the increase in the surface area of the biosorbents as well as the change in the electrical charge on their surface, which helped in the selectivity of the species with negative or positive charge for its electrostatic attractions.

In large urban centers, the constant waterproofing of roads intensifies flooding and flooding, causing countless inconveniences to the population. The use of permeable concrete as a rainwater and wastewater drainage mechanism has been a partial solution to this type of drainage problem, including the addition in its composition of materials with adsorbent properties aimed at improving physical-chemical and biological parameters from water. Therefore, this article aims to bring important results from several studies using permeable concrete with mineral additions and show the benefits in mechanical and adsorbent properties of this type of concrete, with emphasis on the use of biochar. For this, the methodology chosen was to do a brief literature review, in which completed researches available in online databases such as Scopus, Science Direct from the year 2015 were analyzed using as descriptors in English: “Concrete” AND “Biochar ”, “Concrete porous” AND “Biochar”, “Pervious concrete” AND “Biochar”, “Treatment of water” AND “Concrete porous”, “Cementitious materials” AND “Biochar”. 51 references were selected and specified as follows: 48 scientific articles, 1 standard and 2 book chapters. It was found that the addition of adsorbent minerals and biochar in concrete can improve water quality parameters such as decreased turbidity, total nitrogen (NT), Total Phosphorus (PT), COD, BOD, among others, and promote, in in some cases, mechanical strength gain of the concrete produced. En los grandes centros urbanos, la constante impermeabilización de carreteras intensifica las inundaciones e inundaciones, provocando innumerables molestias a la población. El uso de hormigón permeable como mecanismo de drenaje de aguas pluviales y residuales ha sido una solución parcial a este tipo de problemas de drenaje, incluyendo la incorporación en su composición de materiales con propiedades adsorbentes dirigidas a mejorar los parámetros físico-químicos y biológicos del agua. Por lo tanto, este artículo tiene como objetivo traer resultados importantes de varios estudios utilizando concreto permeable con adiciones minerales y mostrar los beneficios en las propiedades mecánicas y adsorbentes de este tipo de concreto, con énfasis en el uso de biocarbón. Para ello, la metodología elegida fue realizar una breve revisión bibliográfica, en la que se analizaron las investigaciones completadas disponibles en bases de datos online como Scopus, Science Direct del año 2015 utilizando como descriptores en inglés: “Concrete” Y “Biochar”, “Concrete poroso ”Y“ Biocarbón ”,“ Concreto permeable ”Y“ Biocarbón ”,“ Tratamiento de agua ”Y“ Concreto poroso ”,“ Materiales cementosos ”Y“ Biocarbón ”. Se seleccionaron y especificaron 51 referencias de la siguiente manera: 48 artículos científicos, 1 estándar y 2 capítulos de libro. Se encontró que la adición de minerales adsorbentes y biocarbón en el concreto puede mejorar parámetros de calidad del agua como disminución de turbidez, nitrógeno total (NT), fósforo total (PT), DQO, DBO, entre otros, y promover, en algunos casos, ganancia de resistencia mecánica del hormigón producido. Nos grandes centros urbanos, a constante impermeabilização das vias intensifica alagamentos e enchentes, gerando inúmeros transtornos à população. O uso do concreto permeável como mecanismo de drenagem de águas pluviais e residuárias tem sido uma solução parcial para esse tipo de problema de drenagem, inclusive com a adição em sua composição de materiais com propriedades adsorventes que visem a melhoria de parâmetros físico-químicos e biológicos da água. Portanto, este artigo tem como objetivo geral trazer importantes resultados de diversos estudos utilizando concreto permeável com adições minerais e mostrar os benefícios nas propriedades mecânicas e adsorventes desse tipo de concreto, com ênfase na utilização do biocarvão. Para isso, optou-se como metodologia, fazer uma breve revisão da literatura, no qual foram analisadas pesquisas concluídas disponíveis em base de dados online como Scopus, Science Direct a partir do ano de 2015 utilizando como descritores em inglês: “Concrete” AND “Biochar”, “Concrete porous” AND “Biochar”, “Pervious concrete” AND “Biochar”, “Treatment of water” AND “Concrete porous”, “Cementitious materials” AND “Biochar”. Foram selecionadas 51 referências sendo assim especificados: 48 artigos científicos, 1 norma e 2 capítulos de livros. Constatou-se que a adição de minerais adsorventes e biocarvão no concreto podem promover melhoria de parâmetros de qualidade da água como diminuição de turbidez, nitrogênio totais (NT), Fósforo Totais (PT), DQO, DBO, entre outros, e promoverem, em alguns casos, ganho de resistência mecânica dos concretos produzidos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES The valorization of defective coffee beans (GDC) was previously proposed in the literature using pressurized fluids for oil recovery. In this work, was proposed the use of residual biomasses from extraction processes, using propane (GDC-PP) or CO2+propane (GDC-PCP), as feedstock for the pyrolysis process. The reintroduction into the production chain and valorization of these residual biomasses were evaluated through microscale pyrolysis experiments at 500 °C. In natura and residual biomasses were characterized by elemental, immediate and FTIR analysis. The biomasses with higher contents of extracted oil showed a reduction in carbon content, as well as, in general, higher moisture contents than that found in GDC in natura. By FTIR it was observed that the conditions of the extraction processes did not change the chemical functional groups of the residual biomasses. The pyrolysis experiments revealed that the biomass from the processes that had the highest contents of extracted oil (Prop 3, Prop 7, CO2+Prop 10 and CO2+Prop 12), showed a yield reduction of the total net fraction produced (bio-oil + aqueous fraction), being between 52.5 to 54.1%, and increase in biochar yields, being between 26.3 to 29.0%, and pyrolysis gas, between 18.0 to 19.5%, when compared with the in natura biomass, which presented a yield of 59.4% of total net fraction, 23.6% of biochar and 17.0% of pyrolysis gas. In general, the bio-oils showed no differences in chemical composition determined by GC/MS, only variations in the concentration of some species. The classes that showed the greatest variations in concentrations were phenolic compounds and carboxylic acids classes, with relative areas ranging from 19.7 to 43.6% and from 44.8 to 9.0%, respectively. The characterization of the liquid fractions by HRMS showed that the molecular composition was not changed despite the biomass having gone through the extraction process under different processing conditions, however, the oil contents extracted from the biomasses directly affected the yields of the pyrolysis products. A valorização de grãos defeituosos de café (GDC) foi previamente proposta na literatura empregando fluidos pressurizados para a recuperação do óleo. Neste trabalho, foi proposto a utilização das biomassas residuais dos processos de extração, empregando propano (GDC-PP) ou CO2+propano (GDC-PCP), como matéria-prima para o processo de pirólise. A reintrodução na cadeia produtiva e valorização dessas biomassas residuais foram avaliadas através de experimentos de pirólise em microescala a 500 °C. As biomassas, in natura e residuais, foram caracterizadas por análise elementar, imediata e FTIR. As biomassas com maiores teores de óleo extraído apresentaram redução do teor de carbono, bem como, no geral, maiores teores de umidade que aquele encontrado no GDC in natura. Por FTIR foi observado que os as condições dos processos de extração não alteraram os grupos funcionais químicos das biomassas residuais. Os experimentos de pirólise revelaram que as biomassas provenientes dos processos que tiveram os maiores teores de óleo extraído (Prop 3, Prop 7, CO2+Prop 10 e CO2+Prop 12), apresentaram redução no rendimento da fração líquida total produzida (bio-óleo + fração aquosa), ficando entre 52,5 a 54,1%, e aumento nos rendimentos de biocarvão, ficando entre 26,3 a 29,0%, e gás de pirólise, entre 18,0 a 19,5%, quando comparados com os da biomassa in natura, que apresentou um rendimento de 59,4% de fração líquida total, 23,6% de biocarvão e 17,0% de gás de pirólise. Em geral, os bioóleos não apresentaram diferenças na composição química determinada por GC/MS, apenas variações na concentração de algumas espécies. As classes que apresentaram maiores variações nas concentrações foram dos compostos fenólicos e ácidos carboxílicos, com áreas relativas variando de 19,7 a 43,6% e de 44,8 a 9,0%, respectivamente. A caracterização das frações líquidas por HRMS mostraram que a composição molecular não foi alterada apesar das biomassas terem passado pelo processo de extração sob diferentes condições de processamento, contudo, os teores de óleo extraído das biomassas afetaram diretamente os rendimentos dos produtos de pirólise. São Cristóvão

A biomassa é uma alternativa empregada como geração de energia e biocombustível no ramo da biorrefinaria. Por causa da produção significativa de biomassa no Cerrado brasileiro, esta pesquisa investigou o potencial da aplicação dos bioprodutos resultantes do processo de pirólise (bio-óleo e biochar) da casca do pequi (Caryocar brasilienses) quanto à sua utilização para a geração de produtos de valor agregado. O processo de pirólise lenta ocorreu a 500 °C por 30 minutos. Após o processo pirolítico, rendimentos de 30,5 % de bio-óleo e 34% do biochar foram obtidos e caracterizados, utilizando testes analíticos, como: análise imediata (teor de umidade, matéria volátil, carbono fixo e teor de cinzas), análise elementar para a determinação do percentual de carbono (C), enxofre (S), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O), valor calorífico, pH, espectroscopia de infravermelho médio (FTIR), determinação da área superficial (BET e Langmuir) e cromatografia gasosa acoplada (GC-MS). O bio-óleo mostrou-se promissor em razão da presença de produtos químicos valiosos em sua fração, tais como: ácido vacênico (21,23%), ácido palmítico (19,73%) e furfural (7,04%). O biochar de casca de pequi foi ativado (BACP) com Cloreto de Zinco (ZnCl2) e apresentou área superficial de 30,30 m²/g (BET) e 39,11 m²/g (Langmuir) e poder calorífico superior a 29,59 kJ.g-1 , resultados satisfatórios. Em seguida, o BACP foi utilizado, em um sistema de adsorção de coluna em leito fixo, a fim de verificar a eficiência na remoção dos poluentes em diferentes concentrações: Azul de Metileno (3 mg/L) e Paracetamol (5, 10 e 15 mg/L). A respeito do sistema de adsorção em coluna de leito fixo, a melhor taxa de adsorção (3,21 mg/g) foi do Paracetamol com 5 mg/L, superando as demais concentrações estudadas. A coluna com Azul de Metileno (3mg/L) adsorveu 8,07 mg/g e obteve eficiência máxima de 100% de remoção do corante, melhor resultado identificado. O modelo matemático de Thomas foi usado para investigar o ajuste dos dados obtidos dos sistemas de adsorção, apresentando coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,90, em todas as condições das colunas de adsorção, demonstrando ótimo ajuste dos dados junto ao modelo matemático. Os resultados apresentados indicam que o uso do BACP possui grande potencial, para a minimização dos impactos desencadeados pela contaminação do Azul de Metileno e do Paracetamol, em corpos hídricos e efluentes. Em suma, o aproveitamento da casca do pequi como matéria-prima para a produção de bio-óleo e biochar mostrou-se promissor, além de todas as possibilidades de aplicação apresentados nesta pesquisa. O uso dessa biomassa reduz impactos ambientais e contribui para a cadeia produtiva do pequi, beneficiando as comunidades extrativistas que vivem da coleta e venda do fruto, pois a casca do pequi que, geralmente é descartada, poderá ser inserida em outros segmentos. Biomass is an alternative used as energy and biofuel generation in the biorefinery sector. Due to the significant production of biomass in the Brazilian Cerrado, this research investigated the potential of the application of bioproducts resulting from the pyrolysis process (bio-oil and biochar) of the pequi bark (Caryocar brasilienses) regarding their use for the generation of products from added value. The slow pyrolysis process took place at 500 °C for 30 minutes. After the pyrolytic process, yields of 30.5% of bio-oil and 34% of biochar were obtained and characterized using analytical tests such as: immediate analysis (moisture content, volatile matter, fixed carbon and ash content), analysis elemental for the determination of the percentage of carbon (C), sulfur (S), hydrogen (H), nitrogen (N) and oxygen (O), calorific value, pH, mid-infrared spectroscopy (FTIR), surface area determination ( BET and Langmuir) and coupled gas chromatography (GC MS). Bio-oil showed promise due to the presence of valuable chemical products in its fraction, such as: vacenic acid (21.23%), palmitic acid (19.73%) and furfural (7.04%). Pequi bark biochar was activated (BACP) with Zinc Chloride (ZnCl2) and presented a surface area of 30.30 m²/g (BET) and 39.11 m²/g (Langmuir) and calorific value greater than 29.59 kJ.g-1, satisfactory results. Then, BACP was used, in a fixed bed column adsorption system, in order to verify the efficiency in removing pollutants at different concentrations: Methylene Blue (3 mg/L) and Paracetamol (5, 10 and 15 mg/L). Regarding the fixed bed column adsorption system, the best adsorption rate (3.21 mg/g) was that of Paracetamol with 5 mg/L, surpassing the other concentrations studied. The column with Methylene Blue (3mg/L) adsorbed 8.07 mg/g and obtained a maximum efficiency of 100% of dye removal, the best result identified. Thomas' mathematical model was used to investigate the fit of the data obtained from the adsorption systems, with coefficients of determination (R²) greater than 0.90, in all conditions of the adsorption columns, demonstrating an excellent fit of the data with the mathematical model . The results presented indicate that the use of BACP has great potential to minimize the impacts caused by the contamination of Methylene Blue and Paracetamol in water bodies and effluents. In short, the use of pequi peel as a raw material for the production of bio-oil and biochar proved to be promising, in addition to all the application possibilities presented in this research. The use of this biomass reduces environmental impacts and contributes to the pequi production chain, benefiting extractive communities that make a living from the collection and sale of the fruit, as the pequi peel, which is usually discarded, can be inserted into other segments.

O armazenamento de chorume animal é uma das principais fontes de emissões gasosas. O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos do biochar e do clinoptilolite na composição e nas emissões gasosas (NH3, N2O, CO2 e CH4) durante o armazenamento de fração líquida separada de chorume de suíno.O ensaio foi realizado em meio laboratorial com recurso a recipientes com 6 L de chorume de suíno e teve a duração de 85 dias. Os aditivos biochar e clinoptilolite foram misturados (isoladamente e/ou conjuntamente) ao chorume de suíno a uma taxa de 2,5% cada, num total de quatro tratamentos com três repetições, incluindo o controlo. As emissões gasosas foram monitorizadas continuamente durante o ensaio por um analisador foto-acústico de gases com amostrador multiponto. Aos 0 e 85 dias de ensaio, foram recolhidas amostras de chorumes dos tratamentos para avaliação da sua composição. Os resultados mostraram que a adição de biochar modifica as propriedades físico-químicas do chorume. A adição de biochar não reduziu a E. coli durante o ensaio, enquanto a clinoptilolite diminuiu a sua prevalência. A adição de biochar ou clinoptilolite reduziu significativamente a emissão de NH3 durante o armazenamento de chorume, mas nenhuma vantagem foi obtida com a sua combinação. A adição de biochar reduziu significativamente as emissões de CO2 e CH4 em relação à clinoptilolite, porém as emissões N2O e o potencial de aquecimento global não diferem entre os aditivos. Concluímos que o biochar e o clinoptilolite são recomendados como medida de mitigação para reduzir as emissões gasosas e preservar o valor do fertilizante no armazenamento de chorume. The storage of animal manure is a major source of gaseous emissions. The aim of this study was to evaluate the effects of biochar and clinoptilolite on composition and gaseous emissions (NH3, N2O, CO2 e CH4) during the storage of separated liquid fraction of pig slurry. The experiment was carried out for 85 days using containers with 6 L of pig slurry each. The additives biochar and clinoptilolite were added alone and mixed to the pig slurry at a rate of 2.5% each, in a total of four treatments with three replicates including the control. Gaseous emissions were monitored by a photoacoustic multigas monitor, and slurry samples were collected at 0 and 85 days and their composition assessed. Results showed that the addition of biochar could modify the physicochemical properties of the slurry. The addition of biochar increased the amount of E. coli while clinoptilolite decreased its prevalence. The addition of biochar or clinoptilolite reduced significantly the NH3 emission during the storage of slurry, but no advantages were gained with her combination. The addition of biochar significantly reduced the CO2 and CH4 emission relative to clinoptilolite, however N2O emission and global warming potential did not differ among the additives. We conclude that the biochar and clinoptilolite are recommended as a mitigation measure to reduce gaseous emissions and preserve the fertiliser value at slurry storage.

Submitted by Jeferson Carlos da Veiga Rodrigues (jveigar@unisinos.br) on 2021-03-10T12:28:02Z No. of bitstreams: 1 Guilherme Bampi Righeto_.pdf: 5290456 bytes, checksum: 84f4300522b2156a6da23ae16a2c6166 (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-10T12:28:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme Bampi Righeto_.pdf: 5290456 bytes, checksum: 84f4300522b2156a6da23ae16a2c6166 (MD5) Previous issue date: 2021-02-23 CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior A geração de resíduos pelo setor agrícola impulsionada pelo aumento da população tem sido um desafio no que se refere ao seu gerenciamento, visto a grande quantidade de biorresíduos produzidos, podendo chegar a 40 % somente no ramo da fruticultura. A casca de banana, resíduo do consumo da banana, é composta basicamente pelas estruturas lignocelulósicas encontradas na maioria das biomassas agrícolas: celulose, hemicelulose, ligninas, extrativos e outros elementos como o K, encontrado em grande quantidade na fruta e um dos macronutrientes necessários à fertilidade do solo. A conversão da casca de banana por meio da pirólise lenta pode formar estruturas mais estáveis e que quando incorporadas ao solo podem promover uma melhora na sua qualidade e possível aumento nos rendimentos das lavouras. Nesse sentido, este trabalho procurou avaliar as características do biocarvão formado a partir da pirólise da casca de banana em dois perfis de aquecimento na temperatura de pirólise de 370 °C em taxas de aquecimento de 11 °C/min e 35 °C/min determinados com o auxílio de um modelo computacional para uma potencial aplicação em solos agrícolas. Os biocarvões produzidos foram caracterizados de modo a se determinar o potencial hidrogeniônico (pH), condutividade elétrica, capacidade de troca catiônica (CTC), morfologia, área superficial, razões atômicas C/N, H/C e O/C. Os resultados mostraram uma estrutura altamente alcalina, com o valor de pH de em média 12,60; assim como um CTC de 511 mmol/kg que sugere um bom potencial para aplicação como condicionador de solos. Foi possível concluir que, o aumento de temperatura até as faixas de aquecimento dos perfis das pirólises realizadas formou um biocarvão estável considerando-se suas razões atômicas mais baixas, ao ponto que foi possível observar um aumento de sua área superficial e quantidade de poros em sua estrutura. The generation of waste by the agricultural sector, driven by the increase in population, has been a challenge in terms of its management, given the large amount of bio-waste produced, which can reach 40% only in the fruit industry. Banana peel, residue from banana consumption, is basically composed of the lignocellulosic structures found in most agricultural biomasses: cellulose, hemicellulose, lignins, extracts and other elements such as K, found in large quantities in the fruit and one of the macronutrients necessary for soil fertility. The conversion of banana peels through slow pyrolysis can form more stable structures and which, when incorporated into the soil, can promote an improvement in their quality and possible increase in crop yields. In this sense, this work sought to evaluate the characteristics of the biochar formed from the pyrolysis of banana peel in two heating profiles at the pyrolysis temperature of 370 °C at heating rates of 11 °C/min and 35 °C/min determined with the aid of a computational model for a potential application in agricultural soils. The biochars produced were characterized in order to determine the hydrogen potential (pH), electrical conductivity (EC), cation exchange capacity (CEC), morphology, surface area, atomic ratios C/N, H/C and O/C. The results showed a highly alkaline structure, with an average pH value of 12.60; as well as a CTC of 511 mmol/kg which suggests a good potential for application as a soil conditioner. It was possible to conclude that, the temperature increases until the heating bands of the profiles of the pyrolysis performed formed a stable biochar considering its lower atomic ratios, to the point that it was possible to observe an increase in its surface area and amount of pores in its structure.

The present review of literature aimed to present the use of forest harvest wastes as source of biomass, since their generation to the possible end uses. Aimed still, list the main forest species grown in Brazil with potential to produce harvest wastes and, also, address the quantification and qualification of such biomass, and the market trends to their harnessing and utilization as high-value added products. Forest harvest wastes are the biomass left in the field after the collection of the wood trunks as logs and they include bark, leaves and treetops. Besides presenting the techniques of forest harvesting, this review shows the techniques to harness the harvest wastes and turn them into marketable products. Este estudio tuvo como objetivo presentar una revisión de la literatura sobre el uso de residuos de cosechas forestales como fuente de biomasa, desde la generación hasta el consumo final. También tuvo como objetivo enumerar las principales especies forestales plantadas en Brasil con potencial para la producción de residuos y, también, abordar la cuantificación, calificación de esta biomasa y las tendencias del mercado para su uso y uso en forma de productos de mayor valor agregado. Los residuos de la cosecha forestal son todo lo que queda en el campo después de que los troncos son removidos por diferentes tipos de maquinaria, incluyendo corteza, hojas, ramas y puntas. Además de presentar las estrategias de aprovechamiento forestal, este trabajo de revisión muestra las técnicas que se pueden utilizar en la conversión de sus residuos en productos comercializables. O presente trabalho teve como objetivo apresentar uma revisão da literatura sobre a utilização de resíduos de colheita florestal como fonte de biomassa, desde a geração até a ponta final de consumo. Objetivou também elencar as principais espécies florestais plantadas no Brasil com potencial de produção de resíduos e, ainda, abordar a quantificação, qualificação dessa biomassa e as tendências do mercado para o seu aproveitamento e utilização em forma de produtos de maior valor agregado. Entende-se como resíduos de colheita florestal, tudo aquilo o que é deixado no campo após a retirada dos troncos por diferentes tipos de máquinas, incluindo cascas, folhas, galhos e ponteiras. Além de apresentar as estratégias de colheita florestal, este trabalho de revisão mostra as técnicas passíveis de serem utilizadas na conversão dos resíduos da mesma em produtos comercializáveis.

The composting process of winery wastewater sludge with grape stalks enables these wastes to be recycled as soil organic amendments or pot substrate components. However, it is necessary to assess the potential of this compost as crop fertilizer. This assessment is also needed for the use of biochar as soil amendment because negative effects on crop growth and nutrient uptake may occur depending on application rates and biochar physical and chemical characteristics. With this aim, a randomized block design pot experiment with lettuce was set up with four treatments including: (i) 5% (w/w) of winery waste compost; (ii) 4% (w/w) biochar (commercial charcoal); (iii) 5% (w/w) winery waste compost with 4% (w/w) biochar; and (iv) a control treatment without soil amendments (T0). Lettuce shoot yield increased 13% with compost application but decreased 18% with biochar in comparison to T0 and 25% with compost and biochar compared to compost alone. Similarly, lettuce root weight increased with compost, but not with biochar. Lettuce shoot dry matter (DM), N and Ca contents clearly increased with compost application compared to lettuce grown in the treatment with biochar. The same happened for root Ca and Mg contents. The lowest P and K contents of lettuce shoots and roots were recorded in T0. However, lettuce root N content decreased with biochar compared to T0. Therefore, root and shoot growth and nutrient uptake decreased with soil application of 4% (w/w) of biochar whereas the winery waste compost showed positive effects as soil fertilizer. 6B1D-516F-1A2A | Lu?s Miguel Cortez Mesquita de Brito N/A