Orientador: Paulina Setti Riedel / Coorientadora: Cenira Maria Lupinacci da Cunha / Coorientador: Antonio Carlos Zambon / Banca: João Osvaldo Rodrigues Nunes / Banca: Leandro Eugênio da Silva Cerri / Resumo: A presente pesquisa propõe um sistema de classificação que visa determinar a sensibilidade ambiental ao óleo dos diversos ambientes fluviais. Esse sistema de classificação se baseou nos principais sistemas existentes utilizados na atualidade pela National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), para os principais sistemas fluviais e Grandes Lagos norte americanos e pela Petrobras, para os rios amazônicos. Essa proposição se deve em razão da recorrência cada vez maior de acidentes envolvendo derramamento de óleo em áreas continentais, com consequentes danos ambientais aos cursos fluviais e por não haver um sistema de classificação abrangente, que atenda aos mais diversos tipos de ambientes encontrados em cursos fluviais, pois grande parte dos estudos de sensibilidade estão voltados aos ambientes costeiros. Com isso, para uma melhor avaliação das bibliografias existentes sobre estes sistemas, foi utilizada uma ferramenta de análise denominada MORPH (Modelo Orientado a Representação do Pensamento Humano). Esta ferramenta auxiliou na comparação de muitas variáveis interdependentes, o que possibilitou a identificação dos parâmetros físicos fundamentais utilizados para determinar os principais ambientes que compõem o sistema de classificação. Como resultados foram obtidos os parâmetros físicos fundamentais que devem ser observados para avaliar a sensibilidade ambiental ao óleo, como: tipo e natureza do substrato (substrato rochoso, substratos inconsolidados, estruturas artificiais, substratos vegetados), ação do hidrodinamismo, declividade das feições marginais, fácies dos sistemas deposicionais fluviais e presença de vegetação. Com base nesses parâmetros e nos sistemas de classificação existentes, oito ambientes fluviais foram selecionados para compor um sistema denominado Índice de Sensibilidade Fluvial (ISF). Este sistema propõe que os seguintes ambientes sejam considerados: margens rochosas... / Abstract: The present study proposes a classification system that aims to determine the environmental sensitivity to oil in various water way settings. This classification system is based on the main existing systems used today by the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), for the most important North American rivers and Great Lakes, and by Petrobras, for the Amazon rivers. This proposal came about because of ever increasing reoccurrences of oil spills in areas on the continent, with consequent environmental damage to water ways, and because there is no broad classification system that meets the needs of the different types of environments found in water ways, seeing that a good part of the sensitivity studies are directed towards coastal settings. Therefore, so as to have a better assessment of existing bibliographies on these systems, an analysis tool was used, which is called Human Thinking Representation Oriented Model (MORPH). This tool simplified the comparison of many interdependent variables, which made it possible to identify the fundamental physical parameters used to determine the main environments that make up the classification system. As a result, the fundamental physical parameters that should be observed to evaluate environment sensitivity to oil, like for instance: type and nature of the substrate (rock substrate, unconsolidated substrates, artificial structures, vegetated substrates), hydrodynamic effect, river sloping features, system depositional surfaces, and vegetation presence. Based on these parameters and on existing classification systems, eight river environments were selected to make up one system, which was named the Fluvial Sensitivity Index (FSI). This system proposes that the following environments be considered: rocky shores, artificial structures, beaches, muddy substrate banks, point-bars, natural dikes, vegetated shores and flood plains associated with vegetation. The FSI classified each... / Mestre

Orientadora: Lara Durães Sette / Banca: Derlene Attili de Angelis / Banca: Maria Aparecida Marin Morales / Resumo: A alta atividade industrial e a utilização do petróleo como principal recurso energético atual são alguns dos fatores que colaboram com a frequente liberação dos produtos petroquímicos no ambiente. Ambientes marinhos são suscetíveis à contaminação por petróleo devido à sua estreita relação com as indústrias petrolíferas e micro-organismos derivados desses ambientes possuem potencial para atuar na biorremediação sob estas condições. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi analisar a detoxificação e degradação de amostras de petróleo bruto e óleo diesel, a partir da estruturação de dez consórcios microbianos compostos pelos seguintes micro-organismos em combinações variadas: quatro fungos ligninolíticos (basidiomicetos e não basidiomicetos) isolados de invertebrados marinhos, duas bactérias isoladas de reservatório de petróleo (off-shore), duas leveduras lipolíticas marinhas da Antártica e um fungo marinho lipolítico da costa brasileira. A avaliação da detoxificação dos compostos estudados foi realizada por meio da análise de toxicidade aguda em Microtox (Vibrio fischeri) e com o microcrustáceo Artemia sp. O consórcio constituído pelos micro-organismos Aspergillus sclerotiorum CBMAI 849, Cladosporium cladosporioides CBMAI 857, Bacillus sp. CBMAI 707 e Cryptococcus laurentii CRM 707, se destacou com 46% e 60% de sobreviventes de Artemia sp. quando incubado por 21 dias com óleo diesel e petróleo, respectivamente. Estes resultados corroboraram com os dados do microtox, que mostrou uma diminuição da toxicidade quando incubado com diesel, justificando a seleção deste consórcio para prosseguir nas etapas posteriores do trabalho. O planejamento experimental permitiu determinar condições ótimas de temperatura e agitação para o consórcio selecionado, o qual foi posteriormente submetido ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The high industrial activity and the use of petroleum as the current primary energy resource are some of the factors that contribute to the release of petrochemical products in the environment. Marine environments are susceptible to contamination by petroleum due to its close relationship with the oil industry. Micro-organisms derived from these environments have the potential to act in bioremediation under these conditions. Thus, the aim of this study was to analyze the detoxification and degradation of crude oil and diesel samples by ten microbial consortia composed with the following microorganisms in combinations: four ligninolytic fungi (basidiomycetes and not basidiomycetes) isolated from marine invertebrates, two isolated from oil reservoir (off-shore), two marine lipolytic yeast from Antarctic and a marine lypolitic fungus from the Brazilian coast. The evaluation of detoxification was performed by acute toxicity analysis with Microtox (Vibrio fisheri) and the microcrustacean Artemia sp. The consortium composed by Aspergillus sclerotiorum CBMAI 849, Cladosporium cladosporioides CBMAI 857, Bacillus sp. CBMAI 707 e Cryptococcus laurentii CRM 707, showed 46% and 60% of Artemia sp. survivors after incubation for 21 days with diesel oil and petroleum, respectively. These results corroborate the microtox data, which showed a decrease in toxicity when incubated with diesel, justifying the selection of this consortium to the next steps of the study. The experimental design allowed us to determine optimal conditions of temperature and agitation to the selected consortium. Two Plackett-Burman experiments were carried out and the best assays were validated experimentally. Validation tests confirmed the potential of the consortium to detoxifify the pollutants. The experimental design enabled the increasing in diesel concentration and the use of only ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Maria Aparecida Marin Morales / Banca: Rodrigo Juliano Oliveira / Banca: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti / Resumo: Os avanços tecnológicos trazem muitos benefícios, no entanto vêm acompanhados de um aumento dos efluentes provenientes de diferentes tipos de indústrias, os quais geram subprodutos indesejáveis que carregam consigo muitos contaminantes químicos que são lançados todo ano no solo, ar e água. Em especial, as indústrias de refino de petróleo produzem efluentes ricos em metais pesados, químicos inorgânicos e orgânicos. Dentre os contaminantes orgânicos mais importantes do petróleo, encontram-se os Hidrocarbonetos, em especial os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). De maneira geral, tanto os HPA quanto seus derivados estão associados ao aumento da incidência de diversos tipos de cânceres no homem. Neste contexto, faz-se necessário o desenvolvimento e aplicação de ferramentas para avaliação de amostras ambientais possivelmente impactadas por dejetos químicos. Sendo assim, o presente trabalho tem por objetivo avaliar a genotoxicidade e a mutagenicidade das águas dos rios Jaquari-SP, Atibaia-SP e Piracicaba-SP, numa região influenciada pelos efluentes gerados pela refinaria de petróleo da cidade de Paulínia - SP. As avaliações foram feitas por meio de dois organismos-testes distintos: raízes de Allium cepa e cultura de Células de Ovário de Hamster Chinês (CHO-K1). Para os ensaios com A. cepa, foram aplicados os testes de aberrações cromossômicas (AC) e micronúcleos (MN) em células de meristemas de raízes e micronúcleos em células F1 deste mesmo órgão. Para os ensaios com células CHO-K1, foram a plicadas as técnicas do ensaio do cometa e do teste do Micronúcleo. Os resultados obtidos nessa pesquisa mostraram que as substâncias químicas geradas pelo processo de refino do petróleo apresentam características genotóxicas e/ou mutagênicas. Os resultados também permitiram o esclarecimento... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Technological advances bring many advances; however they are accompanied by an increase in the effluents derived from different types of industries, which generate undesirable by-products that carry several chemical contaminants that are discharged every year in the soil, air and water. Industries of petroleum refinery, in particular, produce effluents rich in heavy metals, inorganic and organic chemicals. Among the most important organic contaminants of the petroleum, we can highlight the Hydrocarbons, in special the Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). In general, both PAHs and their derivatives are associated with the increase in the incidence of several types of cancer in humans. In this context, it is necessary to develop and apply tools to assess environmental samples possibly impacted by chemical waste. Thus, this study aims to evaluate the genotoxicity and mutagenicity of waters of the Jaquari-SP, Atibaia-SP and Piracicaba-SP rivers, in a region influenced by effluents generated by a petroleum refinery of the city of Paulínia - SP. The evaluations were carried out with two distinct test organisms: roots of Allium cepa and culture of cells of Chinese Hamster Ovary (CHO-K1). For the assays with A. cepa, the tests of chromosome aberrations (CA) and micronuclei (MN) in meristematic cells of roots and micronuclei in F1 cells of the same organ were applied. For the assays with CHO-K1 cells, the techniques of comet assay and the micronucleus test were used. The results obtained in this study showed that the chemical substances generated by the petroleum refining process present genotoxic and/or mutagenic characteristics. The results also allowed the elucidation of the modes of action of these compounds on the genetic material of the organisms exposed. Particularly, it was observed, by the tests performed... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

VASCONCELOS, P. H. M. Validação de metodologia de determinação de hidrocabonetos policíclicos aromáticos em águas de produção por microextração em fase sólida. 2013. 128 f. Tese (Doutorado em Química Orgânica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2014-10-13T19:39:40Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_phvasconcelos.pdf: 1356521 bytes, checksum: 9b663a3c82f8bb00838cb0f1b6a93eca (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2015-04-22T23:20:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_phvasconcelos.pdf: 1356521 bytes, checksum: 9b663a3c82f8bb00838cb0f1b6a93eca (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-22T23:20:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_phvasconcelos.pdf: 1356521 bytes, checksum: 9b663a3c82f8bb00838cb0f1b6a93eca (MD5) Previous issue date: 2013 / The disposal of water from oil production in the oceans is one of the major environmental problems facing the oil industry and the population, since these compounds have harmful effluents health. Among these compounds, the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) stand out. These substances are organic compounds characterized by presenting two or more conjugated aromatic rings. This study evaluated the effect of some parameters on the extraction of PAHs by SPME and subsequent analysis by GCMS using 24 factorial design to optimize the experiments, followed by the analysis of water samples from oil production. It has been found that the technique pre-concentrated samples and the parameters (temperature, PAH concentration, ionic strength, exposure time of the fiber) influence significantly on the amount of PAH extracted, and the effect of each factor depends on the structures of PAHs. The quantitative and qualitative analysis by GCMS was conducted using the technique of distinct fragments in their mass spectra. Four samples were analyzed for water production, using the internal standard method. Conducted to validate the methodology through testing precision, linearity, limits of detection and quantification, and accuracy. The proposed method was efficient, as it showed good reproducibility, linearity satisfactory (correlation coefficients were obtained between 0.9849 and 0.9999), values of LD and LQ compatible with the literature, and an accuracy in the proper concentration range evaluated (recovery values ranged between 84.23 and 148.52%). The factor innovative of the methodology have been able to analyze the PAHs in the samples had very complex arrays without the need for any pretreatment thereof. PAHs of lower molecular masses were, in general, the majority of water in the samples investigated. The total amount of PAH present in all four samples ranged from 30.41 to 170.41 g L-1. The values of the constants calculated distribution indicate that PAHs of higher molecular weights had higher affinity for the polydimethylsiloxane fiber. / O descarte de água de produção em oceanos é um dos grandes problemas ambientais enfrentados pela indústria de petróleo e pela população, uma vez que esses efluentes possuem compostos nocivos à saúde. Dentre estes compostos destacam-se os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), compostos orgânicos caracterizados por apresentarem dois ou mais anéis aromáticos conjugados. Neste trabalho utilizou-se um planejamento fatorial para avaliar o efeito de alguns parâmetros na extração de HPAs em amostras de água de produção por microextração em fase sólida (MEFS) e posterior análise por cromatografia gasosa acoplada a um espectrômetro de massas (CGMS). Verificou-se que a técnica favorece a pré-concentração de HPAs em amostras e que os parâmetros estudados (temperatura, concentração de HPA, força iônica, tempo de exposição à fibra) influenciam de forma significante na quantidade de HPA extraída, sendo que o efeito de cada fator depende das estruturas dos HPAs. A análise quantitativa e qualitativa por CGMS foi realizada utilizando a técnica de fragmentos distintos em seus espectros de massas. Foram analisadas quatro amostras de água de produção, utilizando-se o método de padrão interno. Realizou-se a validação da metodologia, através de testes de precisão, linearidade, limites de detecção e quantificação, e exatidão. A metodologia proposta mostrou-se eficiente visto que apresentou boa reprodutibilidade, linearidade satisfatória (os coeficientes de correlação obtidos ficaram entre 0,9849 e 0,9999), valores de LD e LQ compatíveis aos da literatura, e uma exatidão adequada na faixa de concentração avaliada (valores de recuperação variaram entre 84,23 e 148,52 %). O diferencial da metodologia foi ter conseguido analisar os HPAs presentes nas amostras que possuíam matrizes bastante complexas sem a necessidade de qualquer pré-tratamento das mesmas. Os HPAs de menores massas molar foram, em geral, os majoritários nas amostras de águas investigadas. A quantidade total de HPA presente nas quatro amostras variou de 30,41 a 170,41 µg L-1. Os valores das constantes de distribuição calculados indicam que os HPAs de maiores massas molares apresentaram maior afinidade pela fibra de polidimetil-siloxano.

Orientadora: Maria Valnice Boldrin / Banca: Michelle Fernanda Brugnera / Banca: Marcelo Orgachi Orlandi / Banca: Lucia Helena Mascaro / Banca: Germano Tremiliosi Filho / Resumo: O presente trabalho investigou materiais semicondutores aplicados em sistema fotocatalítico, eletrocatalítico e fotoeletrocatalítico com vistas a produzir a redução de CO2, oxidação da água, oxidação de compostos orgânicos da água residual de petróleo e redução de CO2 concomitante a oxidação de compostos orgânicos. Na primeira parte deste trabalho foi avaliado o desempenho dos eletrodos de heterojunção de dióxido de titânio e óxido de cobre II, na forma não nanoestruturada, Ti/TiO2-CuO, e em uma configuração de nanoestruturas, NtTiO2-NsCuO, para promover a redução fotoeletrocatalítica de CO2 com vistas a formação dos álcoois metanol e etanol. Empregando o eletrodo de Ti/TiO2-CuO em baixas temperaturas foi possível obter uma reação com 91% de seletividade a metanol, atingindo 0,30 mmol L-1 de formação após 2 h de reação. Em temperatura ambiente foi possível atingir a geração de 0,10 mmol L-1, mesmo valor obtido para o eletrodo completamente nanoestruturado de NtTiO2-NsCuO. Estudos com trapeadores de lacunas fotogeradas (eficientes oxidantes) mostraram que no sistema nanoestruturado competem com a concomitante oxidação de metanol, sendo necessário a separação destas lacunas no sistema. Na segunda parte deste trabalho estudou-se o reator híbrido fotoeletroquímico/eletroquímico empregando eletrodos de difusão de gás decorados com óxido de cobre I (GDL-Cu2O) e nanotubos de TiO2 decorados com óxido de cobre II (NtTiO2-CuO) para a redução eletroquímica de CO2 e a oxidação da água, r... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work investigated semiconductor materials applied in photocatalytic, electrocatalytic and photoelectrocatalytic system with the target to produces CO 2 reduction, water oxidation, oxidation of organic compounds present s in petroleum wastewater and CO 2 reduction concomitant to a n oxidation of organic compounds. In the first part of this work was evaluated the performance of the heterojunction electrodes t itanium dioxide and copper oxide II, in the non - nanostructured form, Ti/TiO 2 - CuO and, in the nanostructured configuration, NtTiO 2 - NsCuO, to promote the photoelectrocatalytic reduction of CO 2 intending methanol and ethanol formation. Employing the Ti/ TiO 2 - CuO in low temperature was possible to obtain 91% of selectivity to methanol, reaching 0 . 30 mmol L - 1 after 2h of reaction. Under room temperature was possible to reach the formation of 0 . 10 mol L - 1, the same value obtained for the completely nanostructure d NtTiO 2 - CuO. The study with trapper s of the holes photogenerated (efficien t oxidants ) show that the nanostructured system compete s with the concomitant oxidation of the methanol formed, been necessary to separate the holes in this system. In the second part of this work was studied the hybrid reacto ph otoele ctrochemistry/electrochemistry employing electrodes of gas diffusion layer decorated with copper oxide I (GDL - Cu 2 O) and TiO 2 nanotubes decorated with copper oxi de II (NtTiO 2 - CuO) for electrochemistry reduction of C... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Uma das principais fontes de poluição dos recursos hídricos são os efluentes líquidos industriais. Dentre esses, destacam-se os efluentes de refinaria de petróleo, pois geram efluentes bastante complexos e de difícil tratabilidade. Desta forma, evidencia-se a necessidade de monitoramento contínuo da qualidade desses efluentes, uma vez que são considerados de alto risco. Além do monitoramento físico-químico, o monitoramento biológico é uma importante ferramenta para avaliação da qualidade de efluentes. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de quatro ensaios na determinação da toxicidade de efluente tratado de refinaria de petróleo. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda com Daphnia magna e com bactérias aeróbias heterotróficas (Teste D), e ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia e Caenorhabditis elegans. Os ensaios com D. magna seguiram a NBR 12713 (ABNT, 2004) e tiveram como endpoint a mortalidade. O Teste D foi baseado em Krebs (1985) e avaliou efeitos de estímulo ou inibição do consumo bioquímico de oxigênio (CBO). Ensaios com C. dubia avaliaram a mortalidade e a reprodução dos organismos, segundo a NBR 13373 (ABNT, 2005). Os ensaios com C. elegans foram realizados de acordo com a ISO/DIS 10872 (2009), e tiveram o crescimento e a reprodução como endpoints. As cinco amostras avaliadas foram provenientes de refinaria de petróleo do estado do Paraná. A análise estatística dos resultados mostrou que C. elegans foi o organismo mais sensível ao efluente, apresentando concentração de efeito observado (CEO) a partir de 12,5%, sendo classificado como organismo moderadamente sensível. Os ensaios com C. elegans e o Teste D apresentaram estímulo na concentração mais baixa, fenômeno conhecido como hormese. Esse fenômeno deveria ser considerado em avaliações ambientais uma vez que toda alteração na composição e estrutura de comunidades interfere na integridade dos ecossistemas. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-04T19:11:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Taisa Fedrizzi Maffazzioli.pdf: 2620358 bytes, checksum: 1827f2f93568f37620ece6d1a95c3559 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-04T19:11:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Taisa Fedrizzi Maffazzioli.pdf: 2620358 bytes, checksum: 1827f2f93568f37620ece6d1a95c3559 (MD5) / One of the main sources of water pollution is industrial wastewater. Among these, stands the waste of oil refinery effluents because is quite complex and of difficult tractability. Therefore, it is evident the need for continuous monitoring of the quality of these effluents, since they are considered high risk waste. In addition to monitoring physical and chemical, biological monitoring is an important tool for assessing the quality of effluents. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of four tests in determining the toxicity of treated wastewater of oil refinery. Were performed acute toxicity tests with Daphnia magna and heterotrophic aerobic bacteria (D Test), and chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia and Caenorhabditis elegans. Tests with D. magna followed the NBR 12713 (ABNT, 2004) and had the mortality as endpoint. The D Test was based on Krebs (1985) and assessed the effects of stimulation or inhibition of biochemical oxygen consumption (BOD). Tests with C. dubia evaluated the mortality rate and reproduction of organisms, according to NBR 13373 (ABNT, 2005). Tests with C. elegans were performed according to ISO / DIS 10872 (2009), and had the growth and reproduction as endpoints. The five evaluated samples were from an oil refinery in the state of Parana, Brazil. The statistical analysis showed that C. elegans was the most sensitive organism to the effluent, presenting the observed effect concentration (OEC) from 12.5%, which classified it as moderately sensitive organism. Tests with C. elegans and the D Test showed low-dose stimulation, a phenomenon known as hormesis. This phenomenon should be considered in environmental assessments because every change in communities composition and structure interferes in the ecosystems integrity.

A geração de substâncias poliméricas extracelulares (EPS) em biorreatores associados a membranas seletivas (MBR) destinados à remoção de matéria orgânica e nitrogenada presentes em águas residuárias de refinaria de petróleo, bem como eventual influência dessas EPS no desempenho hidráulico das membranas, foram estudadas em condições operacionais que simularam estados estacionários e transientes para as relações matéria orgânica/biomassa (A/M), carga orgânica volumétrica (COV), matéria nitrogenada/biomassa (N/M) e carga nitrogenada volumétrica (CNV) em uma unidade experimental de tratamento dessas águas que operou durante 2.387 horas e 14 minutos com módulos de membranas de fibras ocas submersas em PVDF, duas de ultrafiltração (W21 e 28) e uma de microfiltração (M0). Nesse período, o tempo de detenção hidráulico foi variado deliberadamente entre 7,8 e 20,1 horas, ainda que dois picos de 45,7 e 66,4 horas tenham sido observados em decorrência da redução do fluxo de permeado provocados por distúrbios não premeditados no sistema, durante os quais ficou clara a importância dos mecanismos de retrolavagem, relaxação e aeração das membranas para manutenção do fluxo de permeado e da pressão transmembrana em patamares estáveis, que foram de 17,5 L·m-2·h-1 e entre 5.500 e 9.000 Pa para W21 e W28 e 14,0 L·m-2·h-1 e 17.000 a 20.000 Pa para M0. O desempenho do MBR na remoção de matéria orgânica foi superior a 90% da DQO enquanto A/M e COV estiveram acima de 0,01 gDQO·gSSV-1·h-1 e 25,0 gDQO·m-3·h-1, simultaneamente. A oxidação da matéria nitrogenada variou entre 60 e 98% sem tendência claramente definida. A concentração de sólidos suspensos totais variou entre 10.000,0 e 4.000,0 g·m-3 e em 53% das análises essa concentração foi superior a 7.000,0 g·m-3, com quedas marcantes com COV inferior a 30,0 gDQO·m-3·h-1. A concentração de EPS variou entre 4,5 e 250,3 g·m-3 para a fração solúvel, entre 4,2 e 36,5 g·m-3 para fração fracamente ligada e entre 60,4 e 461,9 g·m-3 para fração fortemente ligada. Desses valores se conclui que a fração fracamente ligada é pouco representativa, não justificando sua extração em separado da fração fortemente ligada. A velocidade de centrifugação adotada na extração de EPS não promoveu adequada separação EPS/lodo. A análise de proteínas e ácidos húmicos pelo método de Lowry et al. (1951) modificado por Frolund et al (1995), com base nos resultados das curvas padrão concentração/absorbância, pareceu adequada. Não foi possível estabelecer com clareza relação de causa e efeito entre desempenho do MBR, EPS e desempenho hidráulico das membranas, provavelmente em função dos distúrbios observados durante a operação. / Submitted by Marcelo Teixeira (mvteixeira@ucs.br) on 2014-06-24T13:51:12Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao André Alberto Lovatel.pdf: 6163725 bytes, checksum: 83c1c9993b6b4bbb793851264bd25971 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-24T13:51:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao André Alberto Lovatel.pdf: 6163725 bytes, checksum: 83c1c9993b6b4bbb793851264bd25971 (MD5) / Petróleo Brasileiro S/A. / The production of extracellular polymeric substances (EPS) in membranes bioreactor (MBR) for the removal of organic matter and nitrogen compounds present in wastewater from oil refinery as well as a possible influence of EPS in the hydraulic performance of the membranes was studied under simulated transient and steady states conditions for organic matter/biomass (F/M), volumetric organic load (VOL), nitrogen compounds/biomass (N/M) and volumetric nitrogen load (VNL) in an experimental unit for treatment of these waters that was operated for 2,387 hours and 14 minutes with modules of submerged hollow fiber membranes in PVDF, two of ultrafiltration (W21 and 28) and one of microfiltration (M0). During this period, hydraulic detention time was deliberately varied between 7.8 and 20.1 hours, however, two peaks of 45.7 and 66.4 hours were observed due to the reduction of permeate flow caused by unpremeditated disturbances in the MBR during which it became clear the importance of the mechanisms of backwash, relaxation and membrane aeration to maintain the permeate flux and transmembrane pressure at stable levels that were 17,5 L⋅m-2⋅h-1 and 5,500 to 9,000 Pa for W21 and W28, 14 L⋅m-2⋅h-1 and 17,000 to 20,000 Pa for M0. The performance of the MBR in removing organic matter was above 90% when F/M and VOL was higher than 0.01 gCOD⋅gVSS-1⋅h-1 and 25.0 gCOD⋅m-3⋅h-1, respectively. The oxidation of nitrogenous matter varied between 60 and 98% without clearly defined trend. The concentration of total suspended solids ranged from 10,000 and 4,000 g⋅m-3 and 53% of the analysis this concentration was greater than 7,000 g⋅m-3, marked decreases were observed when the VOL was less than 30.0 gCOD⋅m-3⋅h-1. The concentration of soluble EPS ranged from 4.5 to 250.3 g⋅m-3, from 4.2 to 36.5 g⋅m-3 to the loosely bound EPS and from 60.4 to 461.9 g⋅m-3 to the tightly EPS. Based on these concentrations it is possible to conclude that the loosely bound fraction is not very representative, not justifying it separate extraction from the tightly bound EPS. The centrifugation speed adopted in the extraction of EPS did not provide adequate separation EPS/sludge. The analysis of proteins and humic acids by the method of Lowry et al. (1951) modified by Frolund et al. (1995), based on the results of the standard curve concentration/absorbance, seemed appropriate. It was no possible to establish a clear cause and effect relationship between performance of MBR, EPS and hydraulic performance of the membranes, probably due to disturbances during the operation of the MBR

A geração de substâncias poliméricas extracelulares (EPS) em biorreatores associados a membranas seletivas (MBR) destinados à remoção de matéria orgânica e nitrogenada presentes em águas residuárias de refinaria de petróleo, bem como eventual influência dessas EPS no desempenho hidráulico das membranas, foram estudadas em condições operacionais que simularam estados estacionários e transientes para as relações matéria orgânica/biomassa (A/M), carga orgânica volumétrica (COV), matéria nitrogenada/biomassa (N/M) e carga nitrogenada volumétrica (CNV) em uma unidade experimental de tratamento dessas águas que operou durante 2.387 horas e 14 minutos com módulos de membranas de fibras ocas submersas em PVDF, duas de ultrafiltração (W21 e 28) e uma de microfiltração (M0). Nesse período, o tempo de detenção hidráulico foi variado deliberadamente entre 7,8 e 20,1 horas, ainda que dois picos de 45,7 e 66,4 horas tenham sido observados em decorrência da redução do fluxo de permeado provocados por distúrbios não premeditados no sistema, durante os quais ficou clara a importância dos mecanismos de retrolavagem, relaxação e aeração das membranas para manutenção do fluxo de permeado e da pressão transmembrana em patamares estáveis, que foram de 17,5 L·m-2·h-1 e entre 5.500 e 9.000 Pa para W21 e W28 e 14,0 L·m-2·h-1 e 17.000 a 20.000 Pa para M0. O desempenho do MBR na remoção de matéria orgânica foi superior a 90% da DQO enquanto A/M e COV estiveram acima de 0,01 gDQO·gSSV-1·h-1 e 25,0 gDQO·m-3·h-1, simultaneamente. A oxidação da matéria nitrogenada variou entre 60 e 98% sem tendência claramente definida. A concentração de sólidos suspensos totais variou entre 10.000,0 e 4.000,0 g·m-3 e em 53% das análises essa concentração foi superior a 7.000,0 g·m-3, com quedas marcantes com COV inferior a 30,0 gDQO·m-3·h-1. A concentração de EPS variou entre 4,5 e 250,3 g·m-3 para a fração solúvel, entre 4,2 e 36,5 g·m-3 para fração fracamente ligada e entre 60,4 e 461,9 g·m-3 para fração fortemente ligada. Desses valores se conclui que a fração fracamente ligada é pouco representativa, não justificando sua extração em separado da fração fortemente ligada. A velocidade de centrifugação adotada na extração de EPS não promoveu adequada separação EPS/lodo. A análise de proteínas e ácidos húmicos pelo método de Lowry et al. (1951) modificado por Frolund et al (1995), com base nos resultados das curvas padrão concentração/absorbância, pareceu adequada. Não foi possível estabelecer com clareza relação de causa e efeito entre desempenho do MBR, EPS e desempenho hidráulico das membranas, provavelmente em função dos distúrbios observados durante a operação. / Petróleo Brasileiro S/A. / The production of extracellular polymeric substances (EPS) in membranes bioreactor (MBR) for the removal of organic matter and nitrogen compounds present in wastewater from oil refinery as well as a possible influence of EPS in the hydraulic performance of the membranes was studied under simulated transient and steady states conditions for organic matter/biomass (F/M), volumetric organic load (VOL), nitrogen compounds/biomass (N/M) and volumetric nitrogen load (VNL) in an experimental unit for treatment of these waters that was operated for 2,387 hours and 14 minutes with modules of submerged hollow fiber membranes in PVDF, two of ultrafiltration (W21 and 28) and one of microfiltration (M0). During this period, hydraulic detention time was deliberately varied between 7.8 and 20.1 hours, however, two peaks of 45.7 and 66.4 hours were observed due to the reduction of permeate flow caused by unpremeditated disturbances in the MBR during which it became clear the importance of the mechanisms of backwash, relaxation and membrane aeration to maintain the permeate flux and transmembrane pressure at stable levels that were 17,5 L⋅m-2⋅h-1 and 5,500 to 9,000 Pa for W21 and W28, 14 L⋅m-2⋅h-1 and 17,000 to 20,000 Pa for M0. The performance of the MBR in removing organic matter was above 90% when F/M and VOL was higher than 0.01 gCOD⋅gVSS-1⋅h-1 and 25.0 gCOD⋅m-3⋅h-1, respectively. The oxidation of nitrogenous matter varied between 60 and 98% without clearly defined trend. The concentration of total suspended solids ranged from 10,000 and 4,000 g⋅m-3 and 53% of the analysis this concentration was greater than 7,000 g⋅m-3, marked decreases were observed when the VOL was less than 30.0 gCOD⋅m-3⋅h-1. The concentration of soluble EPS ranged from 4.5 to 250.3 g⋅m-3, from 4.2 to 36.5 g⋅m-3 to the loosely bound EPS and from 60.4 to 461.9 g⋅m-3 to the tightly EPS. Based on these concentrations it is possible to conclude that the loosely bound fraction is not very representative, not justifying it separate extraction from the tightly bound EPS. The centrifugation speed adopted in the extraction of EPS did not provide adequate separation EPS/sludge. The analysis of proteins and humic acids by the method of Lowry et al. (1951) modified by Frolund et al. (1995), based on the results of the standard curve concentration/absorbance, seemed appropriate. It was no possible to establish a clear cause and effect relationship between performance of MBR, EPS and hydraulic performance of the membranes, probably due to disturbances during the operation of the MBR

Orientadores: Jose Luiz Boldrini, Petronio Pulino / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Matematica, Estatistica e Computação Cientifica / Made available in DSpace on 2018-08-03T19:11:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fernandes_MarcioRodolfo_D.pdf: 1760591 bytes, checksum: 452f8484e34eec8c114fe0777dd36bb1 (MD5) Previous issue date: 2003 / Doutorado / Doutor em Matemática Aplicada

Uma das principais fontes de poluição dos recursos hídricos são os efluentes líquidos industriais. Dentre esses, destacam-se os efluentes de refinaria de petróleo, pois geram efluentes bastante complexos e de difícil tratabilidade. Desta forma, evidencia-se a necessidade de monitoramento contínuo da qualidade desses efluentes, uma vez que são considerados de alto risco. Além do monitoramento físico-químico, o monitoramento biológico é uma importante ferramenta para avaliação da qualidade de efluentes. O objetivo desse trabalho foi avaliar a eficiência de quatro ensaios na determinação da toxicidade de efluente tratado de refinaria de petróleo. Foram realizados ensaios de toxicidade aguda com Daphnia magna e com bactérias aeróbias heterotróficas (Teste D), e ensaios de toxicidade crônica com Ceriodaphnia dubia e Caenorhabditis elegans. Os ensaios com D. magna seguiram a NBR 12713 (ABNT, 2004) e tiveram como endpoint a mortalidade. O Teste D foi baseado em Krebs (1985) e avaliou efeitos de estímulo ou inibição do consumo bioquímico de oxigênio (CBO). Ensaios com C. dubia avaliaram a mortalidade e a reprodução dos organismos, segundo a NBR 13373 (ABNT, 2005). Os ensaios com C. elegans foram realizados de acordo com a ISO/DIS 10872 (2009), e tiveram o crescimento e a reprodução como endpoints. As cinco amostras avaliadas foram provenientes de refinaria de petróleo do estado do Paraná. A análise estatística dos resultados mostrou que C. elegans foi o organismo mais sensível ao efluente, apresentando concentração de efeito observado (CEO) a partir de 12,5%, sendo classificado como organismo moderadamente sensível. Os ensaios com C. elegans e o Teste D apresentaram estímulo na concentração mais baixa, fenômeno conhecido como hormese. Esse fenômeno deveria ser considerado em avaliações ambientais uma vez que toda alteração na composição e estrutura de comunidades interfere na integridade dos ecossistemas. / One of the main sources of water pollution is industrial wastewater. Among these, stands the waste of oil refinery effluents because is quite complex and of difficult tractability. Therefore, it is evident the need for continuous monitoring of the quality of these effluents, since they are considered high risk waste. In addition to monitoring physical and chemical, biological monitoring is an important tool for assessing the quality of effluents. The aim of this study was to evaluate the effectiveness of four tests in determining the toxicity of treated wastewater of oil refinery. Were performed acute toxicity tests with Daphnia magna and heterotrophic aerobic bacteria (D Test), and chronic toxicity tests with Ceriodaphnia dubia and Caenorhabditis elegans. Tests with D. magna followed the NBR 12713 (ABNT, 2004) and had the mortality as endpoint. The D Test was based on Krebs (1985) and assessed the effects of stimulation or inhibition of biochemical oxygen consumption (BOD). Tests with C. dubia evaluated the mortality rate and reproduction of organisms, according to NBR 13373 (ABNT, 2005). Tests with C. elegans were performed according to ISO / DIS 10872 (2009), and had the growth and reproduction as endpoints. The five evaluated samples were from an oil refinery in the state of Parana, Brazil. The statistical analysis showed that C. elegans was the most sensitive organism to the effluent, presenting the observed effect concentration (OEC) from 12.5%, which classified it as moderately sensitive organism. Tests with C. elegans and the D Test showed low-dose stimulation, a phenomenon known as hormesis. This phenomenon should be considered in environmental assessments because every change in communities composition and structure interferes in the ecosystems integrity.