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Tese de Doutoramento para obtenção do grau de Doutor em Engenharia do Ambiente, apresentada à Universidade Técnica de Lisboa, Instituto Superior Técnico., A remoção de compostos azotados de efluente de suinicultura (pré-tratado em sistema de lagunagem) numa zona húmida artificial em escoamento vertical, plantada com Vetiveria zizanioides em argila expandida (Leca® NR10/20), e em diversas condições de alagamento (TI), foi estudada para concentrações iniciais de azoto amoniacal até 500mgL-1(36mM). A amónia a 36mM associada a um tempo de retenção hidráulico, TRH, superior a 33h (TI=60%) é tóxica para a Vetiveria zizanioides pelo que o TRH é crítico neste sistema. À taxa de nitrificação óptima 7±2 g N-NH4+m-2d-1 correspondeu uma eficiência de remoção de 13±5 g N-NH4+m-2d-1 ([N-NH4+]=120 mgL-1;TRH=0,75h). Em ensaios em paralelo com efluente sintético obteve-se uma taxa de nitrificação média de 5±2 gm-2d-1e uma eficiência de remoção de 10±3 gN-NH4+m-2d-1([N-NH4+]=35mgL-1; TRH=0,75h) despistando efeitos tóxicos. A remoção de amónia segue uma cinética de Haldane/Andrews com inibição para [N-NH4+]>18mM. A desnitrificação ocorreu com eficiências até 99%, em condições aeróbias (3 ≤OD≤ 9mgO2L-1) para [NO3-]≤500 mgL-1, 5 ≤TRH≤ 20h. A desnitrificação não segue o padrão de consumo de carbono por via microbiana para as C/N testadas (0,3 ≤C/N≤ 1,4). A Vetiveria zizanioides permite uma reutilização eficiente de nutrientes com uma produtividade de 300 e 250 t ha-1ano-1 de biomassa seca para folhas e rizosfera, respectivamente.

Com o presente trabalho pretendeu-se estudar a possibilidade de utilização de Zonas Húmidas Artificiais (ZHA) plantadas com Vetiveria zizanioides para tratamento da água residual da mina e afinação da água residual tratada. Foi também objetivo deste trabalho avaliar a ecotoxicidade que ambos os efluentes têm sobre organismos representativos de diferentes níveis tróficos do ecossistema antes e após tratamento por ZHA. Assim foi utilizada uma instalação piloto constituída por 4 leitos alimentados em modo contínuo e escoamento subsuperficial de modo a realizar ensaios quer em série quer em paralelo. No ensaio em série foi utilizada uma carga hidráulica de de 38 ± 6 L/m2/d para a ARM e de 49 ± 6 L/m2/d e para a ARMT. No ensaio em paralelo foi utilizada uma carga hidráulica de 57 ± 8 L/m2/d para a ARM e de 48 ± 12 L/m2/d para a ARMT. De modo a alcançar o segundo objetivo foram realizados testes ecotoxicológicos utilizando três organismos distintos: Vibrio fischeri, Thamnocephalus platyurus e Pseukircheneriella subcapitada. Antes de realizar o ensaio em paralelo, como a ARM não estava apta a ser administrada na ZHA, esta foi sujeita a uma precipitação química com Ca(OH)2 de 200g/L e posteriormente a uma carbonatação natural. Relativamente à biomassa vegetal foi monitorizado o seu crescimento e alguns parâmetros de modo a verificar se os efluentes eram tóxicos para as plantas. Com os ensaios de fitoremediação apesar de ter ocorrido diminuição dos compostos de enxofre analisados em todos os ensaios apenas no primeiro ensaio com a ARMT ocorreu diminuição significativa de tiossulfatos. Relativamente aos ensaios ecotoxicológicos verificou-se que ambos são tóxicos para os organismos utilizados, e que a sua toxicidade aumenta após o tratamento por ZHA excetuando para o Vibrio fischeri onde a toxicidade é eliminada. Com a precipitação química consegue-se uma remoção de sulfatos de 57%.

O desenvolvimento das sociedades modernas acarreta uma produção crescente de resíduos poluentes, lado a lado, com uma redução dos recursos hídricos, tanto superficiais como subterrâneos. A degradação dos recursos hídricos é um problema atual, relacionado com a crescente contaminação do meio ambiente, e que se pode agravar por efeito da descarga de águas residuais se não for houver quer uma consciencialização das indústrias e da população, quer um incremento dos processos de tratamento das estações de tratamento de águas residuais, no que respeita a um conjunto de poluentes ambientais, nomeadamente compostos farmacêuticos. A presença de compostos farmacêuticos nos diversos ecossistemas representa uma grande preocupação ambiental devido à possível interferência com os organismos que os compõe. Isto ocorre maioritariamente porque uma vez utilizados (administrados), os compostos farmacêuticos são absorvidos pelo organismo, metabolizados e excretados, sob a forma original ou de metabolitos, para os sistemas de drenagem, seguindo nos efluentes para as Estações de Tratamento de Águas Residuais (ETAR). Uma vez nas ETAR, se estes compostos não forem totalmente removidos pelos processos de tratamento quando libertados para o meio recetor hídrico entram em contacto com ecossistemas aquáticos. De facto, e apesar da preocupação crescente relativamente à ocorrência, destino, vias de transporte e efeitos dos diversos compostos farmacêuticos, os estudos que se debruçam sobre o impacte ambiental em organismos não alvo são escassos. É de acrescentar ainda que, a maioria dos estudos toxicológicos efetuados com o intuito de avaliar a ecotoxicidade destes compostos e do seu impacte nos ecossistemas são, são por norma, compostos por ensaios agudos, restritos em termos de duração da exposição e em relação à ação individual de cada substância, não tendo em consideração a ação de metabolitos e produtos formados nos sistemas de drenagem e nos ecossistemas, e restritos em relação á duração da exposição. Uma possível solução para a atual situação face a esta problemática poderá passar pela criação de novas normas, que obriguem a indústria farmacêutica a ter em conta as implicações que os seus compostos apresentam para os ecossistemas aquáticos, quando combinados entre si, assim como prever os efeitos não só da substância original como também dos seus metabolitos, com organismos não alvo. Outra solução poderá também passar pelo desenvolvimento de novas técnicas de 4 remoção de micropoluentes como por exemplo com recurso a plantas e microrganismos, para a assimilação e degradação de compostos. Tendo isto em consideração verifica-se que esta é uma área onde ainda existem muitos estudos por efetuar, novos métodos de remoção a desenvolver e ações de consciencialização a desenvolver junto das populações e da indústria.

A presença de fármacos no ambiente é um problema ambiental emergente, principalmente devido à reduzida eficiência da sua remoção pelas ETARs. O estudo de materiais adsorventes acessíveis aplicados em filtros ou em substratos de Leitos Construídos de Macrófitas tem sido um das alternativas exploradas na procura de processos de tratamento economicamente viáveis. Um tipo de materiais promissores são as argilas. Este trabalho teve como objectivo avaliar a capacidade da gravilha, vermiculite e LECA para remover naproxeno, ácido mefenâmico, gemfibrozil e sulfametoxazol de águas contaminadas. A vermiculite mostrou ser o material mais eficiente na adsorção dos fármacos e cuja cinética foi mais rápida dos três testados. Por outro a gravilha foi o material menos eficiente. Dos fármacos estudados, o sulfametoxazol foi o mais eficientemente removido pela vermiculite, enquanto o ácido mefenâmico e o gemfibrozil apresentaram remoções semelhantes. O naproxeno foi mais removido a concentrações baixas mas menos removido a concentrações altas; Removal of Pharmaceuticals from Contaminated Waters. Evaluation of various Substrates ### Abstract: The presence of pharmaceuticals in the environment is an emerging environmental problem, mainly due to their low removal efficiencies by WWTPs. The study of accessible adsorbent materials to be applied as filters or substrates of Constructed Wetlands has been one of the explored alternatives in the search for cost-effective wastewater treatment processes. Among others, clays are a promising type of such materials. The aim of this work was to assess the capacity of gravel, vermiculite and LECA to remove naproxen, mefenamic acid, gemfibrozil and sulfametoxazole from contaminated water. Vermiculite was shown to be the most efficient material in the adsorption of the pharmaceuticals and the one with faster kinetics. Conversely, gravel was the least efficient adsorbent. Sulfametoxazole was the pharmaceutical that was most efficiently removed by vermiculite, whereas mefenamic acid and gemfibrozil had similar removals. Naproxen had higher removals at lower concentrations but had lower removals at higher concentrations

Dissertação de mestrado em Eng.ª do Ambiente. Instituto Politécnico de Beja, Escola Superior Agrária, 2015, Aplicando uma solução de CaO a 200 g/L ao lixiviado estabilizado do aterro sanitário da AMCAL em agitação rápida de 300 rpm, durante 40 minutos, a pH de tamponamento, seguido de 20 minutos de sedimentação, obtém-se um lixiviado clarificado e um volume de lamas de 20 %. Esta etapa permite obter remoções de 100% de CBO5 e Ptotal, 66% de CQO, 66% de sulfatos. Os metais Zn, Fe, Mn, Cr, Cu e Pb foram removidos a 95, 98,97,90,75 e 74, respetivamente. As remoções de N-NH4+, N-Kjeldhal e orgânico foram de 16, 22 e 66, respetivamente. Também se verificaram remoções de nitritos e nitratos de 96 e 88 %, respetivamente. A subsequente etapa de carbonatação com o CO2 atmosférico durante 8 dias, permite atingir remoções totais de Ca e Mg bem como de NH4+.Elevando-se nesta etapa a remoção de sulfatos para os 83%. As lamas obtidas por precipitação química apresentam-se alcalinas, com elevado teor de matéria seca, 97,8 e com cerca de 10% de matéria orgânica. Apresentam isentas de crómio e baixas concentrações de Cu, Pb, Mn, Fe e Zn. Por outro lado as lamas obtidas por carbonatação, apresentam um pH cerca de 10, 14,9% de matéria orgânica, 96,5 de matéria seca, 0,12% de ureia. Apresentam um teor de N-NH4+ de 0,79 g/kg e 1,85 g/kg de azoto amoniacal. A etapa de fitorremediação aplicada ao lixiviado após precipitação química apresentou remoções totais de nitritos, 50% de N-NH4+ e 40% de CQO. Nesta etapa verificou-se ainda uma grande produção de nitratos.

A presente dissertação tem por objetivo desenvolver a tecnologia de captura de amónia em lixiviados estabilizados do aterro sanitário de Vila Ruiva, durante os processos de carbonatação com CO2 atmosférico, na presença e ausência de lamas decorrentes da precipitação química básica, tendo em conta as condições reacionais obtidas por Ramalho, (2015). Foram investigados, no processo de arraste, os parâmetros: pH, condutividade, alcalinidade, dureza total, dureza cálcica e CQO, que com um caudal de injeção de CO2 de 120 L/H e uma superfície de contacto de 710 cm2, permitiu alcançar remoções de azoto amoniacal de 100% num período de 25 e 51 dias de carbonatação para os processos realizados na presença e ausência de lamas, respetivamente. Durante a realização das reações de carbonatação observou-se ainda um decréscimo máximo de ph até 3 unidades. Verificou-se que também a recuperação total do cálcio adicionado nas reações de precipitação química para o ensaio de carbonatação no caso da presença de lamas.

A área envolvente da sub-bacia da Ribeira do Roxo (bacia hidrográfica do Rio Sado), dispõe de troços completamente estéreis, pondo em causa a produtividade das atividades agrícolas aí praticadas. Tal, poderá ser devido, para alem de outros fatores, à afluência da Ribeira de Água Forte, que apresenta características de Drenagem Mineira Ácida (DMA). Considera-se, assim, pertinente a resolução deste problema, recorrendo a soluções eficazes e ambientalmente sustentáveis. O objetivo deste estudo foi testar a eficiência de remoção de metais pesados da água da Ribeira de Água Forte utilizando a tecnologia de Leitos Flutuantes (LFs) de macrófitas (Vetiveria zizanioides e Phragmites australis), em instalação piloto, monitorizando e avaliando a qualidade da água e o desempenho das mesmas. Foram construídos dois leitos, cada um contendo um tipo de macrófita e água proveniente da Ribeira de Água Forte, monitorizando-se a sua evolução durante 6 meses. Obtiveram-se taxas médias de remoção dos metais pesados na água do LF da Vetiveria zizanioides e do LF da Phragmites australis, de Fe=40%; Zn=25%; Cu=15%; Mn=14% e Fe=27%; Zn=17%; Mn=16%; Cu=6%; respetivamente. A ordem de acumulação de metais pesados na biomassa total da Vetiveria zizanioides foi de Fe>Zn>Cu>Mn e na Phragmites australis foi de Fe>Zn>Mn>Cu. O crescimento da Vetiveria zizanioides e Phragmites australis na biomassa foliar foi de 7,1 ± 0,3 cm/mês e 2,5 ± 0,0 cm/mês e na biomassa radicular 3,8 ± 0,1 cm/mês e 4,1 ± 0,2 cm/mês, respetivamente. O crescimento das macrófitas evidenciaram capacidade de sobrevivência neste tipo de meio sem a ocorrência de dano severo na sua morfologia externa e anatómica, embora com alguma inibição do crescimento. Os resultados sugerem que a tecnologia de leitos flutuantes pode ser uma alternativa ambientalmente sustentável, permitindo a remoção de metais pesados a longo prazo.