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Tipo: Dissertação
Título: Estudo de risco de contaminação em reservatórios de usinas hidrelétricas no estado de Goiás: análise por geoprocessamento e desenvolvimento de metodologia analítica de poluentes em água
Título(s) alternativo(s): Study of contamination risk in reservoirs of hydroelectric power plants in the state of Goiás: Analysis by geoprocessing and development of analytical methodology of pollutants in water
Autor(es): Silva, Leandro
Primeiro Orientador: Schimidt, Fernando
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Santiago, Mariângela
metadata.dc.contributor.referee1: Schimidt, Fernando
metadata.dc.contributor.referee2: Zang, Warde
metadata.dc.contributor.referee3: da Col, José Augusto
Resumo: Os compostos orgânicos e inorgânicos, quando acima dos limites impostos pela legislação, comprometem a qualidade das águas em corpos hídricos e se tornam poluentes que podem causar impactos variados. Especialmente em reservatórios de Usinas Hidrelétricas (UHE), onde podem ocorrer atividades secundárias, como irrigação, pesca, lazer, abastecimento de cidades etc. Portanto, o objetivo deste trabalho foi identificar áreas de reservatórios no estado de Goiás sob risco potencial de contaminação das águas e desenvolver metodologia para detectar e quantificar poluentes presentes na água, com foco na pesquisa em algumas substâncias definidas pela legislação brasileira. Para a identificação das potenciais áreas de risco, utilizou-se um software de geoprocessamento aliado à base de dados do IBGE, do SIEG e de uso e cobertura do solo do projeto MapBiomas. Para detecção e quantificação de poluentes foi utilizada a extração e pré-concentração dos analitos em fase sólida (SPE), seguida pela análise em um espectrômetro de Fluorescência de Raios X (FRX) e pelo tratamento estatístico e multivariado dos dados de espalhamento e fluorescência. Para extração em fase sólida foram utilizados fibra vegetal de sabugo de milho e resina de troca catiônica Amberlite IR-120®. Ambas receberam tratamento com ácido e com base, foram submetidas a análises de caracterização e comparadas com cartuchos SPE comerciais. Em quatro reservatórios do estado de Goiás foram identificados riscos potenciais de contaminação da água por resíduos de agrotóxicos oriundos de pastagem, soja e cana. Em dois reservatórios foram identificados os riscos de contaminação da água por metais oriundos de atividades de mineração. A análise da água coletada nesses reservatórios mostrou que o ferro ultrapassou o limite de potabilidade da água de 0,3mg/L, nas quatro UHE analisadas, além de alumínio acima de 0,2mg/L na UHE Itumbiara. Os resultados reforçam a importância do monitoramento. A caracterização mostrou os efeitos dos tratamentos com ácido e base, auferindo à fibra vegetal e à resina catiônica atributos desejáveis para melhorar a capacidade de adsorção. O modelo PLS utilizado na calibração multivariada, após a extração em fibra vegetal de sabugo de milho tratada com ácido, apresentou bons resultados para diuron e glifosato em fibra # 100 Mesh. Na calibração univariada, aplicada a metais dissolvidos em água após extração SPE, a redução da granulometria da fibra vegetal e um maior volume de solução foram importantes para obtenção de bons resultados para Fe, Cu e Zn adsorvidos em fibra e resina tratados com base, bem como no cartucho SPE catiônico. Testes mostraram a estabilidade aos raios X dos materiais adsorventes, por 10 análises consecutivas e por até 60 dias. O limite de quantificação (LQ) calculado para glifosato em fibra tratada com ácido foi de 0,134mg/L, e de Fe, Cu e Zn em fibra tratada com base foi 0,199, 0,122 e 0,157mg/L respectivamente. Os LQ mostram que a metodologia SPE e FRX atendem aos limites máximos permitidos na legislação brasileira para potabilidade da água e para classificação de águas naturais, com exceção do cobre que não atendeu a Resolução CONAMA 357.
Abstract: Organic and inorganic compounds, when above the limits imposed by legislation, compromise the quality of water in water bodies and become pollutants that can cause varied impacts. Especially in Hydroelectric Power Plants (HPP) reservoirs, where may occur secondary activities such as irrigation, fishing, leisure, supplying cities, etc. Therefore, the objective of this work was to identify reservoir areas in the state of Goiás at potential risk of water contamination and develop a methodology to detect and quantify pollutants present in water, focusing on research on some substances defined by Brazilian legislation. To identify potential risk areas, a geoprocessing software was used, combined with the IBGE and SIEG databases and the MapBiomas project's land use and land cover database. For detection and quantification of pollutants, extraction and pre-concentration of solid phase analytes (SPE) were used, followed by analysis in an X-Ray Fluorescence (FRX) spectrometer and by statistical and multivariate treatment of scattering and fluorescence data. For solid phase extraction were used corn cob vegetable fiber and Amberlite IR-120® cation exchange resin. Both materials were treated with acid and with base, were subjected to characterization analyzes and compared with commercial SPE cartridges. In four reservoirs in the state of Goiás, potential risks of water contamination by pesticide residues from pasture, soy and sugarcane were identified. In two reservoirs, the risks of water contamination by metals from mining activities were identified. The analysis of the water collected in these reservoirs showed that iron exceeded the water potability limit of 0.3mg/L in the four analyzed HPPs, in addition to aluminum above 0.2mg/L in the Itumbiara HPP. The results reinforce the importance of monitoring. The characterization showed the effects of treatments with acid and base, giving the vegetable fiber and cationic resin desirable attributes to improve the adsorption capacity. The PLS model used in the multivariate calibration, after extraction in vegetable fiber from acid-treated corn cob, showed good results for diuron and glyphosate in # 100 Mesh fiber. In the univariate calibration, applied to metals dissolved in water after SPE extraction, the reduction of the vegetable fiber granulometry and a greater volume of solution were important to obtain good results for Fe, Cu and Zn adsorbed on fiber and resin treated with base as well. as in the cationic SPE cartridge. Tests showed the X-ray stability of the adsorbent materials, for 10 consecutive analyzes and for up to 60 days. The calculated limit of quantification (LQ) for glyphosate in acid treated fiber was 0.134mg/L, and for Fe, Cu and Zn in base treated fiber was 0.199, 0.122 and 0.157mg/L respectively. The LQ show that the SPE and FRX methodology meet the maximum limits allowed in the Brazilian legislation for water potability and for the classification of natural waters, except for copper that did not comply with CONAMA Resolution 357.
Palavras-chave: Fibra vegetal de sabugo de milho
Extração em fase sólida
Fluorescência de Raios X
Modelo PLS
Glifosato
Metais
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA::QUIMICA ANALITICA::ANALISE DE TRACOS E QUIMICA AMBIENTAL
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Insitituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás
Sigla da Instituição: IFG
metadata.dc.publisher.department: Câmpus Goiânia
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Educação Profissonal e Tecnológica
Citação: Silva, L.B. Estudo de risco de contaminação em reservatórios de usinas hidrelétricas no estado de Goiás: análise por geoprocessamento e desenvolvimento de metodologia analítica de poluentes em água. Dissertação (Mestrado em Tecnologia de Processos Sustentáveis) - Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Goiás, Goiânia, 2021.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://repositorio.ifg.edu.br:8080/handle/prefix/856
Data do documento: 5-Ago-2021
Aparece nas coleções:Mestrado Profissional em Tecnologia de Processos Sustentáveis

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