This publication provides guidance to water-sector decision makers and planners on how to deal with the quality dimension of groundwater resources management in the World Bank's client countries. There is growing evidence of increasing pollution threats to groundwater and some well-documented cases of irreversible damage to important aquifers. This guide has been produced in the belief that groundwater pollution hazard assessment must become an essential part of environmental best practice for water supply utilities. The guide is particularly relevant for the World Bank's Latin American and Caribbean Region, where many countries have initiated major changes to modernize their institutional and legal framework for water resources management, but may not yet have considered groundwater at the same level as surface water, because of lack of awareness and knowledge of groundwater issues and policy options.

Objetivou-se, neste trabalho, avaliar e modelar as curvas de equilíbrio higroscópico obtidas pelos processos de adsorção e dessorção para os frutos de café (Coffea canephora) maduros (cerejas) para diferentes condições psicrométricas do ar. Nos processos de sorção foram utilizadas diferentes condições de temperatura (entre 10 e 50 °C) e umidade relativa (entre 10 e 95%) até que o produto atingisse o teor de água de equilíbrio com a condição do ar especificada. Aos dados experimentais de sorção foram ajustados diversos modelos matemáticos frequentemente utilizados para representação da higroscopicidade de produtos agrícolas. Verificou-se que o teor de água de equilíbrio dos frutos de café aumentou com a umidade relativa para dada temperatura e diminuiu com o aumento da temperatura para determinada umidade relativa. A histerese foi mais pronunciada na faixa de umidade relativa do ar entre, 65 e 75%. O modelo Sigma-Copace foi o que melhor descreveu a higroscopicidade dos frutos de café, tanto na adsorção quanto na dessorção. | The objectives of this study were to evaluate and to model the isotherms curves obtained by adsorption and desorption processes for the fruits of ripe (cherries) coffee (Coffea canephora), for different psychrometric conditions of the air. For all sorption processes, different conditions of temperature (between 10 and 50 °C) and relative humidity (between 10 and 95%) were used, until the product reached its equilibrium moisture content with the air condition specified. For experimental data of sorption, different mathematical models often use to represent hygroscopicity of agricultural products were adjusted. It was verified that the equilibrium moisture content of the fruits of coffee increased with relative humidity for a given temperature and decreased with increasing temperature for a given relative humidity. The hysteresis, regardless of temperature, was more pronounced for relative humidity of the air between 65 and 75%. The Sigma-Copace model was the best in describing hygroscopicity of the fruits of coffee both in desorption and adsorption.

Objetivou-se com este trabalho avaliar o efeito da granulometria e da embalagem na sorção de água pelo café torrado e moído. Foram utilizados grãos de café arábica com teor de água inicial de 0,1234 kga kgms -1, torrados no ponto de torra médio, com perda de massa de 17%, tendo sido estabelecido quatro níveis granulométricos: grão inteiro, grossa, média e fina. Para a obtenção das isotermas de sorção da água e das propriedades termodinâmicas, foram analisadas diferentes condições de temperatura e umidade relativa, variando entre 25 e 30 °C e de 0,3 a 0,8 (decimal), respectivamente. Para a etapa de armazenamento, o café torrado e moído, nos diferentes níveis granulométricos especificados a cima, foram acondicionados em embalagens de dois diferentes tipos de filmes: PEBD/PP (embalagem 1) e PET/BOPP metalizado (embalagem 2) e armazenados em câmara tipo BOD a 25 °C. A cada 30 dias eram feitas as seguintes análises: teor de água, atividade de água, massa específica unitária, avaliação da cor e análise sensorial. O modelo de Copace foi o que melhor representou o equilíbrio higroscópico para a sorção do café torrado, nos diferentes níveis granulométricos; o teor de água de equilíbrio do café torrado é diretamente proporcional à umidade relativa do ar ambiente e decresce com o aumento de temperatura para um valor de umidade relativa; com a redução do teor de água, ocorre aumento da energia liberada pela sorção da água no produto, representada pelos valores do calor isostérico integral de sorção; com a redução do teor de água, ocorre aumento dos valores da entropia diferencial de sorção, sendo que, para um mesmo teor de água, a entropia diferencial do café torrado no nível granulométrico fina foi maior que do no nível média e grossa, respectivamente, devido à maior superfície específica; a teoria da compensação entalpia-entropia pode ser satisfatoriamente aplicada ao fenômeno de sorção, sendo controlado pela entalpia; os tipos de filmes utilizado na composição do material das embalagens não afetaram a qualidade final do café torrado nos diferentes níveis granulométricos; o teor de água do café torrado nos diferentes níveis granulométricos e dois tipos de embalagens não ultrapassou os limites estabelecidos pela legislação brasileira; a atividade de água do café torrado nos diferentes níveis granulométricos aumentou ao longo do armazenamento na embalagem 1, e na embalagem 2, ela diminuiu pela presença de válvula; a massa específica unitária não foi sensível ao aumento do teor de água do café torrado; o café torrado escureceu ao longo do armazenamento; o café torrado e moído nos diferentes níveis granulométricos e armazenado em dois tipos de embalagens enquadra-se na categoria gourmet, mantendo as características positivas de acidez, doçura e corpo. | The objective of this study was to evaluate the effect of granulometry and types of packaging on the water sorption by roasted and ground coffee. Arabica coffee grains were utilized with an initial water content of 0.1234 kgw kgdm -1, roasted until the medium roast point, with a weight loss of 17%, in wich four granulometric levels were established: whole grains and thick, medium and thin granulometries. To obtain the water sorption isotherms and the thermodynamic properties, different conditions of temperature and relative humidity were analyzed, ranging between 25 to 30 °C and 0,3 to 0,8 (decimal), respectively. In the storage stage, roasted and ground coffee in the above specified granulometries were packaged with two different types of films: LDPE/PP (Package 1) and PET/metalized BOPP (Package 2), and stored in a BOD chamber at 25 °C. Every 30 days, were performed the following analysis: moisture content, water activity, unitary density, color evaluation and sensorial analysis. Copace model was the one that better represented the hygroscopic equilibrium for sorption in roasted coffee, for all granulometric levels; the equilibrium moisture content of roasted coffee is directly proportional to the relative humidity of ambient air and decreases when increasing the temperature for a relative humidity value; with the reduction in moisture content, the energy released by product water adsorption increases, represented by integral isosteric heat of sorption values; by reducing the moisture content, values of differential entropy of adsorption increase, and for the same moisture content, the differential entropy for roasted coffee in thin granulometry was higher than for the coffee in medium and thick granulometry, due to a higher specific surface; the theory of enthalpy-entropy compensation can be satisfactorily applied to the sorption phenomenon, being controlled by enthalpy. The types of films used in the composition of packaging material did not affect the final quality of roasted coffee for all granulometric levels; the moisture content of roasted coffee did not exceed the limits established by Brazilian legislation for all granulometric levels and both types of packaging; the water activity for roasted coffee in all granulometric levels increased during storage in package 1, and in the package 2 it decreased due to the presence of a valve; the unitary density was not sensitive to the increase in roasted coffee moisture content; the roasted coffee became darker during storage; the roasted and ground coffee stored in two types of packaging with different granulometries fits into gourmet category, keeping the positive characteristics of acidity, sweetness and body. | Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico

Se determinó el comportamiento de carbarilo, carbofuran, metsulfuron metilo y bensufuron metilo en el sistema agua/sedimento. En el caso de carbarilo se determinó solamente la degradación de este insecticida en el agua, en equilibrio con el sedimento, mientras que se siguió la cinética de degradación de carbofuran tanto en agua como en la fase sólida del sistema. Se realizaron también experimentos de laboratorio y de campo para determinar la adsorción de carbofuran y las sulfonil ureas en el sedimento de los canales de drenaje. Fue notable la disipación de carbarilo en el agua, que no se detectó al cabo de 17 días. Tampoco se detectó el naftol, producto de la degradación de carbarilo. Debido a su solubilidad alta en el agua, el carbofuran se adsorbió en el sedimento, pero siempre mantuvo una concentración de equilibrio elevada en fase acuosa. La degradación fue muy rápida y similar en ambas fases. A los 21 días de iniciado el experimento no se detectaba en ellas el carbofuran. A escala de laboratorio la adsorción dinámica de carbofuran en el sistema agua/sedimento dependió fuertemente del flujo de la fase móvil, y fue máxima para el flujo menor investigado. En el caso de las sulfonil ureas investigadas, el flujo de agua no tuvo influencia tan marcada en la adsorción como en el carbofuran. Los experimentos similares a escala de campo en el CAI arrocero Los Palacios corroboraron los resultados de laboratorio. En ninguno se detectó la presencia de carbofuran en el punto de muestreo, situado a 1 000 m del origen del experimento. Los residuos de carbarilo fueron determinados por cromatografía de capa delgada. En el caso del carbofuran los residuos presentes en agua se determinaron por cromatografía gaseosa, mientras que los presentes en sedimentos se determinaron por HPLC, así como los análisis de sulfonilureas. | Behavior of carbaryl, carbofuran, metsulfuron methyl and bensufuron methyl was determined in the water/sediment system. In the case of carbaryl the degradation was determined only in water, in equilibrium with the sediment. The kinetics of carbofuran degradation was carrying out in both water and sediment. Laboratory and field experiments to determine the carbofuran and the sulfonyl ureas adsorption in the sediment of the drainage canal were carried out also. Carbaryl dissipation in water was notable. This pesticide was not detected after 17 days. Neither naphtol, product of the carbaryl degradation, was detected. Carbofuran was adsorbed in the sediment due to it high solubility in water. The carbofuran degradation was very rapid and similar in both phases, it was not detected after 21 days. Dynamic adsorption of carbofuran in water/sediment system in laboratory scale depended strongly on the mobile phase flow. The maximum dynamic adsorption was obtained with the smaller flow tested. Water flow in sulfonyl ureas had not notable influence in the adsorption as carbofuran but field scale realized in CAI Los Palacios, corroborated laboratory results. Carbofuran presence was not detected in a sampling point located 1000 m from the origin of the experiment. Carbaryl residues were determined by TLC. Carbofuran residues in water were determined by GC, while sediment residues were determined by HPLC just like sulfonyl ureas.

Se determinó el comportamiento del carbaryl, carbofuran, metilsulfuron y metilbelsufuron en el sistema agua/sedimento. En el caso del carbaril se determinó solamente la degradación de este insecticida en el agua, en equilibrio con el sedimento, mientras que se siguió la cinética de degradación del carbofuran tanto en agua como en la fase sólida del sistema. Se realizaron también experimentos de laboratorio y de campo para determinar la adsorción del carbofuran y las sulfonyl ureas en el sedimento de las canales. Fue notable la disipación del carbaryl en el agua. Este no se detectó al cabo de 17 días. Tampoco se detectó el naftol, producto de la degradación del carbaryl. Debido a su solubilidad alta en el agua, el carbofuran se adsorbió en el sedimento pero siempre mantuvo una concentración de equilibrio elevada en fase acuosa. La degradación fue muy rápida y similar en ambas fases. A los 21 días de iniciado el experimento no se detectaba el carbofuran en ellas. A escala de laboraotrio la adsorción dinámica del carbofuran en el sistema agua/sedimento dependió fuertemente del flujo de la fase móvil y fue máxima para el flujo menor investigado. En el caso de las sulfonyl ureas investigadas, el flujo de agua no tuvo influencia tan marcada en la adsorción como el carbofuran. Los experimentos similares pero a escala de campo en el C.A.I arrocero "Los Palacios" corroboraron los resultados de laboratorio. En ninguno de los dos experimentos se detectó la presencia de carbofuran en el punto de muestreo situado a 1000 m del origen del experimento.

Abstract Hydrogel chitosan beads were used to evaluate the adsorption capacity of organic and inorganic compounds from a water sample. America’s company industrial grade natural chitosan was used for the chitosan beads creation. The materials obtained were characterized using optical microscopy, Fourier transform infrared (FTIR) and moisture loss. The experimental data wes adjusted to both Lagergren and Ho-McKay models to describe the kinetic behavior of the process. It was found that the hydrogel chitosan beads showed higher adsorption capacity for organic compounds however the adsorption rate is higher for inorganic compounds. Using waste materials such as chitin it is possible to produce value-added compounds for adsorption processes. | Resumen En este trabajo se evaluó la factibilidad del uso de hidrogeles de quitosano (HQ) en la recuperación de compuestos orgánicos e inorgánicos de muestras de agua. Quitosano grado industrial de origen natural marca América fue utilizado para la fabricación de las perlas. El material obtenido fue caracterizado por microscopía óptica, espectroscopia de infrarrojo por transformada de Fourier (FTIR) y perdida de humedad. Los datos experimentales fueron ajustados a los modelos de Lagergren y Ho-McKay para describir el comportamiento cinético del proceso. Se encontró que la capacidad de adsorción de los HQ fue mayor para compuestos orgánicos, mientras que la velocidad de adsorción fue mayor para compuestos inorgánicos. A partir del uso de materiales de desecho como la quitina es posible producir compuestos de valor agregado para procesos de adsorción.

The presence of pharmaceuticals in water bodies, being biologically active compounds, have raised concerns due to the adverse effects in non-target organisms. With the conventional treatments, applied in the wastewater treatment plants (WWTPs), being inefficient for the removal of these contaminants, WWTPs are pointed out as the main source of pharmaceuticals into the environment. The use of adsorption, as an advanced treatment for the removal of pharmaceuticals from water, in particular by using activated carbons (ACs), has shown to be an easy-handling and cost-efficient process, without sub-products formation. Since the production of ACs can be an expensive process, due to the high energy requirements and the use of expensive precursors, the alternative microwave (MW) pyrolysis of paper mill primary sludge (PS) can be a promising solution, contributing simultaneously for industrial waste valorisation. In the scope of this work, ACs were produced by MW pyrolysis of PS impregnated in KOH (activating agent) for 10 min at 800 W, washed with hydrochloric acid and sieved to obtain the fraction of particles with a size up to 180 μm. Different ACs were obtained by changing activating agent:precursor ratios, namely 0.5:1, 1:1 and 1.5:1. The produced ACs were physico-chemically characterised. In order to assess the performance of the produced ACs, batch adsorption experiments were performed with ultra-pure water to determine the adsorption percentages of the anti-epileptic carbamazepine (CBZ). The effect of AC dosage and the effect of contact time were also tested. The obtained results have shown that, overall, the ACs produced with an activating agent:precursor ratio of 0.5:1 presented specific surface areas (SBET) between 773 and 1190 m2/g and high percentages of CBZ removed from ultra-pure water solutions, above 80 %, for AC dosages of 0.1 g/L and a contact time of 24 h. The lab-made ACs have shown a more developed porous structure than the reference commercial AC and comparable SBET. Nevertheless, under the same experimental conditions, different production batches resulted in ACs with different properties and performances, highlighting that further research work is required to optimise its production process, making it repeatable. | Sendo os fármacos compostos biologicamente ativos, a sua presença nos recursos hídricos tem gerado preocupações devido aos efeitos adversos em organismos não-alvo. Sendo os tratamentos convencionais, aplicados nas estações de tratamento de águas residuais (ETARs), ineficientes para a remoção destes contaminantes, as ETARs são apontadas como a principal fonte de fármacos no meio ambiente. O processo de adsorção, enquanto tratamento avançado para a remoção de fármacos da água, em particular com o uso de carvões ativados (CAs), tem-se mostrado um processo de fácil aplicação e eficiente, sem formação de subprodutos. Como a produção de CAs pode ser um processo dispendioso, devido aos requisitos energéticos e ao uso de precursores de elevado custo, a alternativa pirólise em micro-ondas (MO) de lama primária (LP) da indústria papeleira pode ser uma solução promissora, contribuindo simultaneamente para a valorização de resíduos industriais. Neste trabalho, os CAs foram produzidos por pirólise em MO de LP impregnada com KOH (agente ativante) durante 10 min a 800 W, lavados com ácido clorídrico e crivados para obtenção da fração de partículas com dimensão inferior ou igual a 180 μm. Obtiveram-se diferentes CAs alterando as razões de agente ativante:precursor, nomeadamente 0.5:1, 1:1 e 1.5:1. Os CAs produzidos foram física e quimicamente caraterizados. No sentido de avaliar o desempenho dos CAs produzidos, realizaram-se testes de adsorção em descontínuo com água ultra-pura para determinar a percentagem de adsorção do anti-epilético carbamazepina (CBZ). O efeito da concentração de CA e o efeito do tempo de contacto também foram testados. Os resultados obtidos demonstraram que, de um modo geral, os CAs produzidos numa razão de 0.5:1 de agente ativante:precursor apresentaram áreas superficiais específicas (SBET) entre 773 e 1190 m2/g e elevadas percentagens de remoção de CBZ de soluções de água ultra-pura, acima de 80 %, para concentrações de CA de 0.1 g/L e tempos de contacto de 24 h. Os CAs produzidos em laboratório demonstraram ter uma estrutura porosa mais desenvolvida do que o CA comercial de referência e SBET comparáveis. Todavia, para as mesmas condições experimentais, diferentes lotes de produção originaram CAs com propriedades e desempenhos diferentes, denotando que mais trabalho de investigação deve ser investido de modo a otimizar o seu processo de produção, tornando-o repetível. | Mestrado em Estudos Ambientais