aula 2 caracterizaÇÃo de efluentes aquosos · - a amostra de efluente é injetada e conduzida a...

aula 2

CARACTERIZAÇÃO DE EFLUENTESAQUOSOS

Prof. Dr. Antonio Carlos S.C. [email protected]

parâmetros de qualidade

pHsalinidadealcalinidadedurezagases totais dissolvidosparâmetros globaisparâmetros de gruposparâmetros específicosoutros elementos/substâncias

critérios de qualidade

propriedades químicas

propriedades físicas

propriedades biológicas

absorbânciatransmitânciacorturbidezodor, sabortemperaturadensidadecondutividaderadioatividade

bacteriologiaorganismos específicosgrupos de microrganismos

toxicidade

parâmetros globais

parâmetros de grupos

parâmetros específicos

parâmetros bacteriológicos toxicidade

Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater, APHA – American Public Health Association, 19 Ed., 1995.

características químicas inorgânicas

lançamento: 5<pH<9 (corpos receptores)

vida aquática: > 4 mg/L saturação O2 (25oC): 8,4 mg/L (água doce) e 7,6 mg/L (água salgada)

carbono orgânico

purgeable organic carbon, POCparticulate organic carbon, POC

fração do TOC que passa através de um filtro de membrana com poros de 0,45 μm

purga em H3 PO4 e ar

CO2 + H2 O ↔ HCO3- + H+

[CO2aq ] = 1,15×10-5 M

[HCO3-] = 2,25×10-6 M

non-volatile organic carbon, NVOC

carbono orgânico

carbono orgânico

método de purga

carbono orgânico

método diferencial

carbono orgânico – metodologias (EPA 5310 A-C)

- a amostra de efluente é injetada e conduzida a um forno de alta temperatura (680oC) com catalisador de platina, sob atmosfera contendo O2 . Toda matéria orgânica é oxidada a CO2 , determinado por um sensor de infravermelho não dispersivo (NDIR). Esta técnica tem oferecido excelentes resultados. A área do sinal de pico do dióxido de carbono é convertida para concentração de TC usando uma curva de calibração pré-preparada. O método é recomendado para amostras não-salinas ou de difícil oxidação:

método de oxidação catalítica a alta temperatura


- a amostra de efluente é injetada a um reator onde as substâncias orgânicas são oxidadas por radicais hidroxila gerados a partir de persulfato (Na2 S2 O8 ) na presença de radiação UV (184,9 nm). O CO2 produzido é detectado em um sensor NDIR. Este método não tem apresentado bons resultados para moléculas complexas, como taninos, lignina, ácidos húmicos etc. O método é recomendado para amostras sem particulados e amostras salinas com concentração de sal inferior a 2000 mg/L:

método UV-persulfato


- a amostra de efluente é injetada e conduzida a um forno de alta temperatura (680oC) com catalisador de platina, sob atmosfera contendo O2 . Toda matéria orgânica é oxidada a CO2 , determinado por um sensor de infravermelho não dispersivo (NDIR). Esta técnica tem oferecido excelentes resultados. A área do sinal de pico do dióxido de carbono é convertida para concentração de TC usando uma curva de calibração pré-preparada. O método é recomendado para amostras não-salinas ou de difícil oxidação:

método de oxidação catalítica a alta temperatura- a amostra de efluente é injetada a um reator onde as substâncias orgânicas são oxidadas por radicais hidroxila gerados a partir de persulfato (Na2 S2 O8 ) na presença de radiação UV (184,9 nm). O CO2 produzido é detectado em um sensor NDIR. Este método não tem apresentado bons resultados para moléculas complexas, como taninos, lignina, ácidos húmicos etc. O método é recomendado para amostras sem particulados e amostras salinas com concentração de sal inferior a 2000 mg/L:

método UV-persulfatométodo UV-persulfato+O3

- a amostra de efluente é injetada a um reator onde as substâncias orgânicas são oxidadas por radicais hidroxila gerados a partir de persulfato (Na2 S2 O8 ) na presença de radiação UV (184,9 nm) e ozônio (O3 ), em pH >10. O CO2 produzido é detectado em um sensor NDIR. O método é usado para soluções salinas até 26% e amostras de difícil oxidação:


- a amostra de efluente é injetada a um reator onde as substâncias orgânicas são oxidadas diretamente pelos radicais hidroxila formados sob influência da radiação UV de baixo comprimento de onda. O CO2 produzido é detectado em um sensor NDIR. O método é indicado para aplicações ultra-puras:

método ultra-puro

carbono orgânico – equipamentos

detecção: TC (4 ppm-4000 ppm); IC (1 ppm-5000 ppm); vazão de ar sintético de alta pureza: 150 mL/min; calibração com padrão de biftalato de potássio e água Milli-Q acidificada; desvio: 1%; determinação em 18 minutos; ca. 8 mL/amostra.

TOC Shimadzu 5000A com amostrador automático ASI 5000A

NDIR – analisador de infravermelho não dispersivo

HiperTOC Thermo com amostrador automático

carbono orgânico – equipamentos

detecção: UV (0-500 e 0-10000 ppm); HT (0-10 e 0-10000 ppm); OZ (0-500 e 0-10000 ppm); UV/UP (0-1 e 0-10 ppm); vazão de O2 de alta pureza: 250 mL/min; calibração com padrão de biftalato de potássio e água Milli-Q acidificada; determinação em 5 minutos; ca. 20 mL/amostra.

demanda química de oxigênio (DQO ou COD) (EPA 5220 A-D)

A DQO é definida como a quantidade de oxigênio equivalente (em mg O2 /L) necessária para oxidar a matéria orgânica e inorgânica da amostra aquosa. É medida a partir da reação com oxidantes enérgicos, como dicromato de potássio (K2 Cr2 O7 ) ou permanganato de potássio (KMnO4 ), em meio fortemente ácido à temperatura de 148oC por 2 h. Em alguns casos, pode-se utilizar sulfato de prata (Ag2 SO4 ) como catalisador. É um parâmetro global a ser usado com cuidado.

Cr2 O72- + 14H+ + 6e- → 2Cr3

+ + 7H2 O E0 (EPH) = 1,33 V

Cn Ha Ob Nc + d Cr2 O72- + (8d+c) H+ →n CO2 + (a+8d-3c)/2 H2 O + c NH4+ + 2d Cr3+

com d = 2n/3 + a/6 - b/3 - c/2

demanda química de oxigênio (DQO ou COD) (EPA 5220 A-D)

sólidos suspensos

partículas coloidais

ácidos graxos voláteis

demanda química de oxigênio (DQO)

método colorimétrico em refluxo fechado

4-40 mg/L – 340 nm

10-150 mg/L – 446 nm

100-1500 mg/L – 585 nm

500-10000 mg/L – 585 nm

DQO = f(absorbância)

Cr2 O72- + H2 O 2HCrO4

- 2H+ + 2CrO42-

cor laranja cor amarela

1 mol K2 Cr2 O7 1,5 mol O2

demanda química de oxigênio (DQO)

- inorgânicos facilmente oxidáveis, como Fe2+, NH4+, NO2

-, HS-, S2-, SO3

2- etc. e outras, especialmente Cl- e H2 O2 interferem marcadamente na determinação da DQO, dependendo de sua concentração na amostra. Por exemplo, erros entre 20- 500% são obtidos para DQO<500 mg/L e [Cl-] até 6000 mg/L (Freire e Sant´Anna Jr, 1998). No caso do H2 O2 (10-50 mg/L) podem-se usar correções (Baker et al., 1999);

- 50 mg/L Cl- ≅

10-30 mg/L DQO. A interferência de Cl- é minimizada utilizando-se HgSO4 , principalmente para baixa DQO (<150 mg/L) e [Cl-] máxima de 2000 mg/L. Alternativas permitem análise para concentrações de cloretos até cerca de 6000 mg/L (Freire e Sant´Anna Jr, 1998);

- alguns compostos trazem dificuldades à determinação: substâncias muito voláteis e hidrofóbicas, compostos em seu máximo estado de oxidação, compostos resistentes à oxidação por dicromato (heterocíclicos como piridina, compostos quaternários de nitrogênio).

- na ausência de concentrações apreciáveis de interferentes, o erro médio da análise de DQO está em torno de 10%;

demanda química (DQO) e demanda teórica de oxigênio (DTO)

Cn Hm Oe Xk Nj Si Ph + b O2 → n CO2 + (m-k-3j-2i-3h)/2 H2 O + kHX + j NH3 +

+ i H2 SO4 + h H3 PO4

b = n + (m-k-3j-2i-3h)/4 -e/2 + 2i + 2h


DQO/DTO = a

a = 0,85±0,33

Baker et al., 1999

demanda bioquímica de oxigênio (DBO) (EPA 5210 A-D)

A DBO é definida como a quantidade de oxigênio consumida pelos microrganismos heterotróficos aeróbios, presentes ou introduzidos na amostra, para metabolizar as substâncias orgânicas biodegradáveis existentes, no tempo de duração do ensaio. Também são oxidadas espécies inorgânicas, como sulfetos e íons ferro.

- determinar a quantidade aproximada de O2 necessária para estabilizar biologicamente a matéria orgânica presente;

- estudos de auto-depuração de corpos d’água;

- projetar instalações para tratamento de efluentes (carga);

- avaliar a eficiência de processos de tratamento;

- avaliar o enquadramento de efluentes descartados.

demanda bioquímica de oxigênio (DBO)

diluições adequadas da amostrapH entre 6,7-7,5nutrientes (N, P, K, Fe, Mg, Ca)incubação a 20oC por 5 diasagitaçãoausência de luz

aclimatados ou não aclimatados

DBO5 < 0,6 mg/L

DBO5 ou DBO20

esgotos domésticos: DBO5 /DBO20 =0,77


[ ]20)-0,02(-1C)UDBO(20)UDBO()biológicos filtros e ativados (lodos 1,080

água)d' corpos de depuração-(auto 1,047C)20-(4 1,135 e

C)30-(20 1,056 com )20()(303,2

)poluídos efluentes(dia 30,005,0

)sbiotratado efluentes(dia 23,012,0

) tratadosnão efluentes(dia 46,012,0

)1(UDBODBOUDBODBO

UDBODBO

DBODBO

2011

11

11

11

11

1

1

1

TT

θCkTk

kk

k

k

k

e

e

kdt

d

T

tkrt

tkr

rr

o

o

oo

=

===

==

=′

<<

<<

<<

−=−=

=

−=

−

−

−

−

−

−

θθθ

θ


- devido à variabilidade intrínseca da amostragem dos microganismos usados, o erro médio da análise DBO está em torno de 20%;

- a análise DBO não fornece o total de matéria orgânica presente em um efluente, somente a biodegradável;

- dificuldades em obter microrganismos aclimatados;

- tempo longo para obtenção dos resultados;

- incertezas na escolha adequada das diluições e faixas analíticas;

- a velocidade de degradação na DBO pode ser influenciada pela distribuição de tamanhos de partículas na amostra;

- efeitos de nitrificação devem ser reduzidos (uso de agentes desnitrificantes, como azul de metileno, tiuréia, 2-cloro-6-triclorometil piridina etc.);

- sensibilidade a interferentes residuais, como H2 O2 . Pode-se removê-lo por meio de Na2 S2 O3 , Na2 SO3 , NaOCl e catalase bovina (0,2 mg/L de catalase podem remover efetivamente concentrações de 145 mg/L em menos de 10 minutos).


- no caso de amostras contendo concentrações apreciáveis de compostos orgânicos nitrogenados e bactérias nitrificantes que oxidam NH3 a nitritos e posteriormente a nitratos (Nitrosomonas e Nitrobacter, respectivamente), a nitrificação pode ocorrer simultaneamente à metabolização da matéria carbonácea, principalmente para tempos prolongados. Nesse caso, o valor da DBO será maior que o CDBO.

relações entre TOC, DQO e DBO

- a razão DBO/DQO permite avaliar a biodegradabilidade do efluente. Valores típicos estão entre 0,3- 0,8. É comum aplicarem-se tratamentos biológicos para efluentes com DBO/DQO=0,33. Como referência, tem-se:

DBO/DQO >0,5: conteúdo orgânico totalmente biodegradável

DBO/DQO ~ 0,1- 0,50: biodegradação incompleta ou uso de MO aclimatados

DBO/DQO <0,1: poluentes orgânicos não-biodegradáveis persistentes

- a razão DQO/TOC é chamado demanda específica de oxigênio. Quanto maior a razão, maior a fração inorgânica do efluente (oxidável por dicromato em meio ácido). Para esgoto doméstico, uma razão de 2,3 é esperada e, para efluentes industriais, razões até 20 já foram descritas.


- define-se o número de oxidação médio do carbono (Vogel et al., 2000) para distinção entre processos oxidativos, redutivos e físicos relacionados à diminuição do teor de carbono durante o tratamento de efluentes:

(com -4 < MOC < +4; soluções aquosas: -2 < MOC < +3)

TOCDQO5,14NOXCMOC1

org

n

ii n −==∑

=

sólidos

sólidos

~ 60% dos sólidos suspensos em efluentes municipais são sedimentáveis

determinação de TSScone de Imhoff (sólidos sedimentáveis)

TSS depende do tipo de filtro e do tamanho dos poros: usualmente 0,45- 2,0 μm. É importante conhecer a PSD.

espectrofotometria UV-VIS

Espécies inorgânicas (principalmente ferro), compostos orgânicos (corantes, substâncias húmicas, aromáticos), partículas coloidais e TSS afetam a transmitância de efluentes aquosos. Estas substâncias absorvem a radiação solar de baixo comprimento de onda, impedindo sua penetração na água e reduzindo a ação fotossintética das espécies vegetais clorofiladas existentes no corpo d´água. Ferro pode adsorver em flocos microbianos, prevenindo sua desativação pela radiação UV em processos de desinfecção.

- corantes em solução;

- fosfato: reação com molibdato, formando fosfomolibdato que é seletivamente reduzido a azul de molibdênio;

- fenóis: reação com 4-aminoantipirina em pH 10 na presença de ferricianeto de potássio. O complexo é extraído em piridina e analisado em 460 nm;

- ferro: complexação com 1,10-ortofenantrolina. O complexo avermelhado é analisado em 510 nm.

correlações DBO e UV-VIS

correlações TOC e UV-VIS

R2=0,911; P<0,0001

A(λ) para λ=254 nm

emissão/absorção atômica

A espectroscopia de emissão atômica se baseia na energia emitida por átomos de um metal (analito), a partir de sua desativação do estado excitado ao estado fundamental. A identificação e quantificação do metal são feitas a partir do espectro de emissão obtido, que dependende da composição e da concentração da solução distribuída na chama.

Na técnica ICP/AES (Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy) a “chama” é um plasma (gás ionizado) de argônio aquecido por radiofreqüência (4-50 MHz e 2-5 kW), gerando temperaturas de até 10000 K. Os átomos da amostra são submetidos a temperaturas ~7000 K.


Um policromador permite coletar os fótons liberados no plasma e separá-los de acordo com os comprimentos de onda pré- estabelecidos para cada elemento analisado.


A espectroscopia de absorção atômica se baseia na absorção de luz por átomos do analito (metal) no estado fundamental, que é proporcional à concentração da solução distribuída na chama. As fontes são, por exemplo, lâmpadas de catodo oco (LCO) ou lâmpadas com descarga sem eletrodo (EDL).

A fonte emite radiação com comprimento de onda característico dos analitos. Radiações ~monocromáticas resultam em alta sensibilidade.

A chama ar/acetileno atinge temperaturas de ~2300oC, enquanto a de óxido nitroso/acetileno alcança ~3000oC.

cromatografia gasosa (GC)

A cromatografia gasosa permite identificação e quantificação de componentes de uma mistura contendo os analitos e um gás de arraste. A separação ocorre por partição dos componentes da amostra a partir de sua interação com uma fase estacionária (adsorvente sólido ou fase líquida não volátil depositada em um suporte sólido), que determina o tempo de retenção do componente. Os componentes separados são analisados por detectores adequados.

He, Ar, N2 ou H2 99, 995% empacotadas ou capilares

análise isotérmica ou com programação de temperatura

FID, TCD, ECD

direta, spliter e válvulas

cromatografia gasosa (GC)

A cromatografia líquida permite separação de alta resolução e análise com alta eficiência e sensibilidade. Pode ser usada para análise de pesticidas, aromáticos polinucleares, polímeros, produtos farmacêuticos, biomoléculas etc.

água Milli-Q, metanol, acetonitrila, THF

80-350 atm 0,1-10 mL/min

análise isocrática ou com gradiente

manual ou automática

UV ou UV/VIS (DAD) índice de refração fluorescência condutividade

DI 1-6 mm ou > 6 mm 10-13 cm ou 25-30 cm fase normal/reversa

cromatografia líquida – HPLC (CLAE)

cromatografia líquida – HPLC (CLAE)

mesma coluna modificando- se a composição da fase móvel

cromatografia de íons

Na cromatografia de íons são usadas resinas de troca iônica em partículas inertes de polímeros (10 μm de diâmetro) para separar íons em solução a partir de suas interações com a fase estacionária. As resinas catiônicas contêm ácidos carboxílicos ou sulfônicos e as aniônicas, grupos amônio quaternários. Por exemplo, no caso da troca catiônica tem-se:

-SO3-H+ (s) + Mx+ (aq) -SO3-Mx+ (s) + H+ (aq)

O equilíbrio de íons com a fase estacionária determina o tempo de retenção, que depende do pH. Os íons na solução eluente são detectados por condutividade. Os íons da fase móvel (solução de HCl ou HNO3 para cátions; NaOH ou NaHCO3 para ânions) são removidos seletivamente antes da detecção.

espectrometria de massas (MS)

A espectrometria de massas pode ser associada com grande vantagem à cromatografia gasosa (CGMS) e à cromatografia líquida (LCMS). A MS depende da geração de espécies ionizadas e de sua separação com base na diferença na razão entre a massa e a carga (m/z). Após a ionização, as espécies fragmentam-se, e a MS permite obter informações químicas e estruturais das substâncias com base em padrões de fragmentação específicos (espectro de massa).

M + e- → M •+ + 2e-

fragmentação do íon M+ 70 eV

espectrômetro de massa tipo quadripolo injeção sob vácuo (10-4-10-7 torr); 300oC

A tensão aplicada afeta a trajetória dos íons no quadripolo. Para uma dada tensão, somente íons com valores (m/z) específicos atravessam o quadripolo, e todos os demais são desviados. Assim, somente os íons com a razão (m/z) poderão atingir o detector (multiplicadora de e-).

espectrometria de massa (MS)

etilbenzeno C8 H10 106,17 g/mol

O padrão de fragmentação é característico da estrutura original da molécula. O espectrômetro é utilizado como detector de alta seletividade e sensibilidade, para elucidação de estruturas moleculares.

LC-ESI-Q-MS e LC-APCI-Q-MS GC-EI-Q-MS

atividade estrogênica

Ensaio da indução da síntese de vitelogenina (VTG) no plasma sangüíneo de peixes machos. A VTG é uma proteína sintetizada no fígado, regulada por estrogênio e transportada através do sangue para os ovários, onde é incorporada no desenvolvimento dos óvulos (Bila, 2005).


Os ensaios in vitro medem a atividade estrogênica global, que é comparada à atividade do estrógeno endógeno 17β-estradiol, sendo expressa em equivalentes de estradiol (EQ-E2 ). A técnica YES (yeast estrogen-inducible expression system ou recombinant yeast estrogenic system) é baseada na capacidade de uma substância estimular a transcrição de um gene repórter inserido na célula (ER- dependent transcriptional activity) e, logo, a produção de uma enzima. O ensaio YES é realizado com culturas de leveduras geneticamente modificadas, nas quais o gene repórter codifica a β-galactosidase. Um substrato presente no meio é então metabolizado e o subproduto formado pode ser detectado (Bila, 2005)


substrato CPRG (clorofenol vermelho-β-D- galactopiranosida); análise em 540 nm (Bila, 2005)

toxicidade (www.idrc.ca/openebooks/147-7)

A toxicidade é função da concentração da substância química e do tempo de exposição. Depende também da interação entre as substâncias em efluentes complexos, que pode ser de natureza antagônica, sinérgica ou aditiva (Dezotti, 2003).

toxicidade (www.idrc.ca/openebooks/147-7)

Os bioensaios de toxicidade são classificados em: toxicidade aguda; toxicidade crônica; toxicidade fisiológica e bioquímica; toxicidade comportamental e residual (Dezotti, 2003). Podem também ser classificados segundo sua duração, método de contato (estático, com recirculação, com renovação ou contínuo) e tipo (in vitro ou in vivo) (Metcalf e Eddy, 2003).

toxicidade (terminologia)

toxicidade aguda: determina-se o efeito letal, ou outro efeito severo produzido, em curto espaço de tempo (0-96 h). Calcula-se a dose letal mediana (DL50) ou concentração letal mediana (CL50), ou a concentração efetiva mediana (CE50).

toxicidade crônica: determina-se o efeito deletério sub-letal quando os organismos-teste são expostos às substâncias tóxicas por um período de tempo longo (dias ou anos, em geral 1/10 do tempo médio de vida). Avalia-se a ação do poluente quanto às mudanças de apetite, crescimento, metabolismo , reprodução, alterações das fases meióticas das células reprodutoras, anomalias no desenvolvimento embrio-larval, mutações ou morte.

Os valores de CL50 e CE50 obtidos são submetidos a testes estatísticos, como o método de ajuste Sperman-Karber (Hamilton et al., 1978), que fornece também o intervalo de 95% de confiança para as medidas.

toxicidade – terminologia

CENO (concentração de efeito não observado): maior concentração do agente tóxico que não causa efeito deletério, estatisticamente significativo, na sobrevivência, crescimento e reprodução dos organismos-teste, em um determinado período de exposição.

CEO (concentração de efeito observado): menor concentração do agente tóxico que causa efeito deletério, estatisticamente significativo, na sobrevivência, crescimento e reprodução dos organismos-teste, em um determinado período de exposição.

VC (valor crônico): média geométrica dos valores de CENO e CEO.

UT (unidades tóxicas): inverso da toxicidade, em geral 100/CL50 ou 100/CENO. A norma FEEMA NT213 estabelece 2<UT<8.

toxicidade – efeitos

curvas concentração (dose)-resposta

toxicidade – organismos

O método consiste na exposição de bactérias marinhas luminescentes da espécie Vibrio fischeri às várias concentrações da amostra por um período de 15 minutos e mede a inibição à luminescência em relação a um controle negativo. O método é comercializado como Microtox® (Strategic Diagnostics Inc.) ou Lumistox (Dr. Lange). Aplica-se a diversas classes de compostos.

Vibrio fischeri (Photobacterium phosphoreum) (CETESB L5.227)

Sistema: estático Temperatura de incubação: 15ºC Fotoperíodo: não há Frasco teste: vials Volume de solução teste: 100-1000 μL Origem dos organismos: bactérias liofilizadas Idade dos organismos: bactérias reconstituídas (máximo 2 h) No de organismos / vial: ~106

No réplicas / concentração: 2-3 No de concentrações: 9 + 1 controle Alimentação: não há Água de diluição: solução 2% NaCl Aeração: nenhuma Duração do teste: 5-15 minutos Resposta: inibição da luminescência Valor medido: CE50; 5-15 minutos Método de cálculo: gráfico


Escherichia coli

Sistema: estático Temperatura de incubação: 37 ± 1ºC Fotoperíodo: não há Frasco teste: placas de Petri com meio de cultura Luria Bertani (LB) sólido Volume de solução teste: 5 μL em discos de papel de Sechi de 6,5 mm Origem dos organismos: microrganismo conservado em glicerol 20% Idade dos organismos: cultivo 12 h a 37oC, pH 7 (densidade óptica de 0,5 em 600 nm); 150 μL da suspensão de células são inoculados nas placas No discos/placa: 4-5 No réplicas / concentração: 3-5 No de concentrações: 7 + 1 controle Alimentação: meio LB Água de diluição: água destilada Aeração: nenhuma Duração do teste: 12 horas Resposta: tamanho do halo de inibição Valor medido: CE50; 12 h Método de cálculo: gráfico

O método consiste na exposição de bactérias da espécie E. coli às várias concentrações da amostra por um período de 12 horas e mede-se a inibição ao crescimento (halo de inibição) em relação a um controle negativo.


O método consiste na exposição de células da alga Selenastrum capricornutum às várias concentrações da amostra por um período de 72 horas, sob condições de temperatura (24oC) e irradiação controladas, observando-se inibição na taxa de crescimento da população. Aplica-se a diversas classes de compostos.

Selenastrum capricornutum (EPA-600/9-78-018)

Sistema: estático Temperatura de incubação: 24 ± 1ºC Fotoperíodo: 72 horas luz contínua Frasco teste: béqueres Volume de solução teste: 2,6 mL Origem dos organismos: cultivo em laboratório Idade dos organismos: 4-7 dias (fase exponencial) No de organismos / béquer: 104 células/mL No réplicas / concentração: 3 No de concentrações: 5 + 1 controle Alimentação: não há Água de diluição: solução 15 mg/L de NaHCO3 Aeração: nenhuma Duração do teste: 72 horas Resposta: inibição da taxa de crescimento da população Valor medido: CE50; 72 h Método de cálculo: Spearman-Karber modificado (Hamilton et al., 1977)


O método consiste na exposição de organismos jovens de Daphnia similis, microcrustáceo de água doce, às várias concentrações da amostra por um período de 24 e 48 horas. Determinação de toxicidade de efluentes, metais pesados e pesticidas.

Daphnia similis (ABNT NBR 12713; CETESB L5.018)


Artemia spp. (FEEMA MF 454/459; Petrobras N-2588; CETESB L5.021)Os organismos utilizados são provenientes de cistos (ovos). O método consiste na exposição de náuplios de Artemia spp. (com 24 horas de vida após a eclosão) às várias concentrações da amostra por um período de 24 e 48 horas. Determinação de toxicidade de efluentes, metais pesados e pesticidas.


metanáuplio IIImetanáuplios I e II (0,17×0,45 mm)

eclosão dos cistos

cistos 200-300 μm eclosão > 70%

clomazone sem tratamento (LC50-24h=26.77 mg C/L)

020406080

100

0 25 50 75 100

concentração nominal (mg C/L)

% s

obre

vivê

ncia

clomazone tratado (LC50-24h=94 mg C/L)

020406080

100120

0 50 100 150

concentração nominal (mg C/L)

% s

obre

vivê

ncia

Artemia sp. – exemplos

foto-Fenton

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120diluição (% v/v)

% d

e so

brev

iven

tes

catecolhidroquinonabenzoquinonaresorcinolácido acrílicoácido oxálicoácido acético

(b)

0

20

40

60

80

100

120

0 20 40 60 80 100 120

diluição (% v/v)

% d

e so

brev

iven

tes

não tratado após tratamento

(a)2,4-DCF foto-Fenton


Brachydanio rerio (ABNT NBR 12714-12716; CETESB L5.019)O método consiste na exposição de Brachydanio rerio (paulistinha ou zebra fish) a diferentes concentrações da amostra por um período de 96 horas. Os peixes provêm de piscicultura e são aclimatados em laboratório. Os organismos usados no teste têm comprimento 30-35 mm e peso 0,1-0,3 g. Determinação de toxicidade de efluentes, metais pesados e organoclorados.


Lactuca sativa (ASTM E-1963-98; OECD 208A)

O método consiste na exposição de sementes de Lactuca sativa (alface) por um período de até 120 horas, a diferentes concentrações da amostra, sem renovação das soluções, em sistema estático. Determinação de toxicidade de efluentes e metais pesados.

Sistema: estático Temperatura de incubação: 25 ± 1ºC Fotoperíodo: escuro Frasco teste: placas de Petri com papel de filtro Volume de solução teste: 2 mL embebendo o papel de filtro Origem dos organismos: comércio Idade dos organismos: sementes No de organismos / placa: 10 No réplicas / concentração: 3 No de concentrações: 6 + 2 controles Alimentação: nenhuma Água de diluição: água destilada Aeração: nenhuma Duração do teste: 120 horas Resposta: inibição da germinação e/ou crescimento de raízes Valor medido: CE50; 120 h Método de cálculo: Spearman-Karber modificado (Hamilton et al., 1977)/gráfico


tamanho mínimo: 2-4 mm

%100controle) raízes, das médio (tamanhocontrole) ,germinadas sementes (%amostra) raízes, das médio (tamanhoamostra) ,germinadas sementes (%

×××

=IG

resultados comparados – fenol

0

20

40

60

80

100

120

0 100 200 300 400 500 600 700COD (mg C L-1)

% so

brev

iven

tes

Artemia sp. (24 h) Brachydanio rerio (24 h)Brachydanio rerio (48 h) Lactuca sativa (120 h)

020406080

100120

0 20 40 60CO D

%

24 h48 h

Artemia sp.: LC50-24h=155,6 mgC/L; Lactuca sativa:CE50-120h=130,3 mgC/L; Brachydanio rerio: CL50-24h=24,7 mgC/L e CL50-48h=25,2 mgC/L.


Allium cepa L.O teste fitotóxico com bulbos de cebola (Allium cepa L.) consiste em um bioensaio semi-estático com duração de 72 h, no qual se quantifica a inibição média do crescimento das raízes do bulbo. Determinação de toxicidade de efluentes e metais pesados.

Sistema: semi-estático Temperatura de incubação: 25 ± 1ºC Fotoperíodo: escuro Frasco teste: béqueres de 10, 25 ou 50 mL Volume de solução teste: 20 mL Origem dos organismos: comércio Idade dos organismos: cebolas com diâmetro 2,5-4,5 cm No de organismos / concentração: 3-5 No réplicas / concentração: 3 No de concentrações: 7 + 1 controle Alimentação: renovação das soluções a cada 24 horas Água de diluição: água mineral Aeração: nenhuma Duração do teste: 72 horas Resposta: inibição do crescimento de raízes Valor medido: CE50; 72 h Método de cálculo: gráfico

Allium cepa L. – exemplo

clomazone 400 mgC/L

−CH2−CH3

CH3 O

Cl

NO

aplicações – diversas técnicas

aula 2 caracterizaÇÃo de efluentes aquosos · - a amostra de efluente é injetada e conduzida a...

Documents