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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação

Instituto de Química de São Carlos

Disciplinas Interdepartamentais do IQSC

Disciplina: 7500074 - Química Ambiental II

Environmental Chemistry II

Créditos Aula:	4
Créditos Trabalho:	0
Carga Horária Total:	60 h
Tipo:	Semestral
Ativação:	15/07/2023	Desativação:

Objetivos

1. Dar aos estudantes uma visão geral do meio ambiente e de sua dinâmica através dos ciclos biogeoquímicos, fazendo-os discernir entre os processos biológicos, físicos e químicos naturais e os antropogênicos, além de avaliar os impactos ambientais dos últimos sobre os primeiros.
2. Dar aos estudantes uma visão geral dos ambientes aquáticos e suas interfaces com os outros compartimentos ambientais: litosfera, atmosfera e biosfera; mostrar que equilíbrios são raramente atingidos por se tratar de sistemas abertos.
3. Dar aos estudantes uma visão geral dos processos de controle da poluição aquática mais comuns.

1. To give the students an overview of the environment and its dynamics through biogeochemical cycles, making them distinguish between biological, physical, and chemical natural processes and the anthropogenic ones, besides assessing the environmental impacts of the latter processes over the former ones.
2. To give the students an overview of the aquatic environments and its interfaces with other environmental compartments: lithosphere, atmosphere, and biosphere; to show that chemical equilibria are rarely achieved, as they are open systems.
3. To give the students an overview of the most common processes for controlling aquatic pollution.

Docente(s) Responsável(eis)

5982496 - Eduardo Bessa Azevedo

Ementa

1. Ciclos biogeoquímicos da água, do nitrogênio e fósforo. Simulações computacionais dos impactos ambientais das atividades antropogênicas sobre os ciclos.
2. Características próprias dos ambientes aquáticos. Propriedades da água. Equilíbrios aquosos: ácido-base, complexação, redox e solubilidade. Cálculos de equilíbrio in silico.
3. Processos de controle da poluição hídrica.

1. Biogeochemical cycles of water, nitrogen, and phosphorus. Computer simulations of the environmental impacts of anthropogenic activities on the cycles.
2. Features of aquatic environments. Properties of the water. Aqueous equilibria: acid-base, complexation, redox, and solubility. Equilibrium calculations in silico.
3. Process for controlling aquatic pollution.

Conteúdo Programático

1. Ciclos biogeoquímicos
 a. Ciclos da água, do nitrogênio e fósforo.
 b. Simulações usando o freeware BCS.
2. Química da água
 a. O ambiente aquático
 i. Propriedades físico-químicas da água
 b. Equilíbrios ácido-base
 i. Uso de diagramas logarítmicos
 ii. Sistema carbonato
 c. Equilíbrios de complexação
 i. Metais em água
 ii. Substâncias húmicas aquáticas
 d. Equilíbrios redox
 i. Potencial redox (atividade do elétron)
 ii. Limites redox em águas naturais
 e. Equilíbrios de solubilidade
 i. Interações interfaciais
 f. Cálculos de equilíbrio usando o freeware Visual MINTEQ
3. Processos de controle da poluição hídrica 
 a. Tratamento primário
 i. Gradeamento
 ii. Coagulação
 iii. Floculação
 iv. Clarificação
 b. Tratamento secundário
 i. Cinética dos processos de degradação biológica
 ii. Lagoas aeradas
 iii. Lodos ativados
 c. Tratamento terciário
 i. Adsorção
 ii. Filtração
 iii. Troca iônica
 iv. Processos com membranas

1. Biogeochemical cycles
a. Water, nitrogen, and phosphorus cycles.
b. Simulations using the BCS freeware.
2. Water chemistry
a. The aquatic environment
i. Physicochemical properties of water.
b. Acid-base equilibria
i. The use of logarithmic diagrams.
ii. Carbonate system.
c. Complexation equilibria
i. Metals in water
ii. Aquatic humic substances
d. Redox equilibria
i. Redox potential (activity of the electron)
ii. Redox boundaries in natural waters
e. Solubility equilibria
i. Interfacial interactions
f. Equilibrium calculations using the Visual MINTEQ freeware
3. Processes for controlling aquatic pollution
a. Primary treatment
i. Bar screening
ii. Coagulation
iii. Flocculation
iv. Clarification
b. Secondary treatment
i. Kinetics of biological degradation processes
ii. Aerated lagoons
iii. Activated sludge
c. Tertiary treatment
i. Adsorption
ii. Filtration
iii. Ion exchange
iv. Membrane processes

Instrumentos e Critérios de Avaliação

Método de Avaliação

Avaliações escritas individuais e simulações em grupo.

Critério de Avaliação

Serão aprovados aqueles(as) que tiverem, na média, nota final maior ou igual a 5,0 (cinco) e frequência maior ou igual a 70% (setenta por cento). A nota final é a média aritmética entre as avaliações escritas individuais e as simulações.

Norma de Recuperação

Mínimo de 70% de presença e média menor que 5,0 e maior ou igual a 3,0. A nota da recuperação é igual à média aritmética entre a nota obtida no semestre e a nota da prova de recuperação.

Bibliografia

1. CHAMEIDES, W. L.; PERDUE, E. M. Biogeochemical cycles — a computer-interactive system science and global change. Oxford University Press, 1997. 240 p.
2. EBY, G. N. Principles of environmental geochemistry. Waveland Press, Inc., 2016. 514 p.
3. SCHLESINGER, W. H.; BERNHARDT, E. S. Biogeochemistry: an analysis of global change. 4th ed. Academic Press, 2020. 762 p.
4. CADAN, F. M.; XAVIER, C.; AZEVEDO, E. B. Modeling and simulating biogeochemical cycles: the BCS freeware. Biogeochemistry, v. 158, p. 373–382, 2022.
5. PANKOW, J. F. Aquatic Chemistry Concepts. CRC-Press, 1991. 712 p.
6. STUMM, W.; MORGAN, J.J. Aquatic Chemistry: Chemical Equilibria and Rates in Natural Waters. Wiley-Interscience, 1996.
1050 p.
7. HOWARD, A.G. Aquatic Environmental Chemistry. Oxford Science Publications, 1998. 90 p.
8. BENJAMIN, M. M. Water Chemistry. Waveland Pr. Inc., 2010. 688 p.
9. GUSTAFSSON, J. P. Visual MINTEQ 3.1. Disponível em: . Acesso em: 19 out 2022.
10. KIELY, G. Environmental engineering. McGraw-Hill, 1998. 872 p.
11. DAVIS, M. L.; CORNWELL, D. A. Introduction to environmental engineering. 5th ed. McGraw-Hill, 2012. 1056 p.
12. MIHELCIC, J. R.; ZIMMERMAN, J. B. Engenharia ambiental: fundamentos, sustentabilidade e projeto. 2nd ed. LTC Editora, 2017. 732 p.

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