Orientador: Prof. Dr. Fernando Wypych / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência dos Materiais - PIPE. Defesa: Curitiba, 12/07/2016 / Inclui referências : f. 78-86 / Área de concentração / Resumo: Hidroxissais lamelares de Zn e hidroxissais duplos lamelares de Zn/Ni foram sintetizados, onde os íons intercalados (nitrato e acetato) foram substituídos por íons cromato, em pH = 8,0. Os materiais após as sínteses e após reações de troca iônica com íons cromato foram caracterizados por várias técnicas instrumentais. Observou que o hidroxinitrato de zinco se decompõe após a reação enquanto que os outros materiais preservam a sua estrutura após a reação de troca iônica topotática. Embora as capacidades de retenção de íons cromato sejam menores do que as capacidades de troca iônica teórica (CTA) dos compostos avaliados (Ex.: hidroxinitrato de Zn/Ni - CTA teórica = 194,3 mg CrO4-2/g, experimental = 144,8; hidroxiacetato de Zn/Ni - CTA teórica = 192,4 mg CrO4-2/g, experimental = 170,1), as capacidades de retenção são superiores a muitos materiais descritos na literatura. Além da alta capacidade de retenção, o processo de remoção ocorre em tempos curtos, como avaliado em experimentos cinéticos. Para facilitar o processo de remoção dos sólidos após reações de troca iônica, fases magnéticas foram obtidas para todos os materiais, onde a síntese dos materiais foi conduzida na presença de uma dispersão de magnetita. Esses materiais magnéticos foram também caracterizados por várias técnicas instrumentais e investigados na remoção de íons cromato de soluções aquosas. Palavras-chave: Cromato, Hidroxissais Lamelares, Hidroxissais Duplos Lamelares, Zinco, Níquel, Capacidade de remoção, Magnético, Cinética. / Abstract: Layered zinc hydroxide salts and zinc-nickel layered double hydroxide salts were prepared, where the material's counter-ion (nitrate and acetate) were replaced by chromate ions, at pH 8,0. The materials after synthesis and chromate exchange reaction were characterized by many instrumental techniques. We observed that zinc hydroxide nitrate decomposes after reaction, while the other materials keep their structure after the topotatic ion-exchange reaction. Although the chromate retention capacities (CRC) are smaller than the compounds chromate exchange capacity (CEC) (Ex.: Zn/Ni hydroxide nitrate (ZNHN) CEC: theoretical = 194.3 mg CrO4-2/g, experimental = 144.8; Zn/Ni hydroxide acetate (ZNHA) CEC: theoretical = 192.4 mg CrO4-2/g, experimental = 170.1), the retention capacities are higher than other materials reported in the literature. Beyond high retention capacity, the removal process can occur in short periods of time, as evaluated by kinetic experiments. Layered double hydroxide salts were also synthesized as magnetic phases to facility the solid/liquid separation process, where the syntheses were performed in the presence of magnetite. These magnetic materials were caracterizated by many instrumental techniques and investigated in the chromate removal from aqueous solutions. Keywords: Chromate, Layered Hydroxide Salts, Layered Double Hydroxide Salts, Zinc, Nickel, Removal Capacities, Magnetic, Kinetic.

Orientador: Maria Lucia Ribeiro / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Mário Sérgio Galhiane / Banca: Eny Maria Vieira / Resumo: A cotonicultura, atividade amplamente desenvolvida na região de Primavera do Leste - MT, demanda intenso uso de pesticidas, podendo ser considerada como potencialmente poluidora, entretanto, não existem dados suficientes que permitam a avaliação adequada desse impacto. Sendo assim, este estudo tem como objetivo avaliar a contaminação de águas por pesticidas utilizados na cultura do algodão nesta região. Foi realizado um levantamento dos pesticidas usados na cultura do algodão, e a partir deste, a seleção dos pesticidas a serem estudados. A seleção baseou-se nas propriedades físico-químicas e índices GUS e LIX e critérios de GOSS, permitindo fazer uma análise preliminar do potencial de contaminação de águas superficiais e subterrâneas por pesticidas. Os pesticidas selecionados para serem analisados nas amostras de água foram: acetamiprido, aldicarbe, azoxistrobina, carbendazim, carbofurano, clorfluazurom, diafentiurom, diurom, lufenurom, metomil, imidacloprido, teflubenzurom, tiametoxam, tiacloprido, tiofanato metílico e triflumurom. A metodologia de análise foi otimizada para a determinação por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência / Detector Ultravioleta com arranjo de diodos (CLAE/DAD). O procedimento experimental envolveu préconcentração em cartucho de poliestirenodivinilbenzeno (SDVB) e eluição com mistura metanol: acetonitrila (7: 3 v/v). O método foi avaliado em cinco níveis de fortificação (n = 6), considerando os parâmetros de seletividade, intervalo de trabalho, exatidão, precisão, limite de detecção e limite de quantificação, sendo eficiente para nove dentre os dezesseis pesticidas estudados: acetamiprido, azoxistrobina, carbendazim, carbofurano, diurom, metomil, teflubenzurom, tiametoxam e triflumurom. Estes pesticidas apresentaram valores médios de recuperação entre 73 e 114 % e coeficientes de variação entre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The cotton crop, largely developed in the region of Primavera do Leste - MT, is an activity that demands an intense use of pesticides and so can be considered as potentially pollutant. However, there are not enough data to allow an adequate assessment of that impact. Therefore, this study aimed to evaluate the water contamination by pesticides used in the cotton plantation in this region. The analyzed pesticides were selected from a survey of pesticides used in cotton crop in the region. The selection was based on the physical-chemical properties of the active ingredients, the GUS and LIX index and the Goss's criteria, allowing a preliminary screening of surface and ground water contamination potential. The selected pesticides for water analysis were: acetamiprid, aldicarb, azoxistrobin, carbendazim, carbofuran, chlorfluazuron, diafentiuron, diuron, lufenuron, methomyl, imidacloprid, teflubenzuron, thiametoxam, tiacloprid, tiophanate methyl and triflumuron. The analytical method was optimized for determination by High Performance Liquid Chromatography/ UV Diode Array Detector (HPCL/DAD). The experimental procedure envolved pre-concentration by solid phase extraction using polystirenedivinilbenzene (SDVB) cartridges and elution with a solvent system methanol:acetonitrile (7:3 v/v). The method was evaluated in five fortification levels (n = 6 replicates), considering selectivity, working interval, precision, accuracy, limits of quantification and detection, showing efficiency for nine among the sixteen studied pesticides: acetamiprid, azoxistrobin, carbendazin, carbofuran, diuron, methomyl, teflubenzuron, thiametoxan and triflumuron. For these pesticides average recovery values between 73 and 114% and variation coefficient ranging from... (Complete abstract, click electronic access below) / Doutor

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-02-09T13:43:40Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Fernanda C. Cidade.pdf: 8827388 bytes, checksum: 0a23afd9d481c6cf64fb045b6fa00489 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-02-09T13:43:51Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Fernanda C. Cidade.pdf: 8827388 bytes, checksum: 0a23afd9d481c6cf64fb045b6fa00489 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-02-09T13:43:51Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Fernanda C. Cidade.pdf: 8827388 bytes, checksum: 0a23afd9d481c6cf64fb045b6fa00489 (MD5) Previous issue date: 2017-07-24 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / One of the goals of the Sustainable Development Goals agreed between the countries that participated in the United Nations Conference on Sustainable Development (Rio + 20) is to ensure the availability and sustainable management of safe water for all. Thinking about the Amazonian complexity that encompasses a great quantity of water resources while a significant part of its population still has difficulties of access to safe water for consumption, this dissertation sought to identify and understand the social and environmental impact caused by the current forms of access and water supply found in indigenous villages of the Alto Solimoes micro region in the state of Amazonas, Brazil. The indigenous villages are those of Belem do Softiies, Campo Alegre and Betania located respectively in the municipalities Tabatinga, Sao Paulo de Olivenca and Santo Ant6nio do Ica. The current precarious forms of access and distribution of water in these villages cause visible and invisible impacts, mainly in socio-environmental issues, such as potability and contamination of surface and groundwater. In this way, this dissertation aimed at understanding these impacts, described the ways of access to water in the different periods of the hydrological regime of the region, carried out analyzes of the potability of the water used for consumption by the villagers and analyzed the data of waterborne diseases in the Villages. At the end, the dissertation points out the forms of storage in the residences and the infrastructures built for the waiter supply as the main socioenvironmental impacts in the studied Villages. / Uma das metas dos Objetivos de Desenvolvimento Sustentável acordadas entre os países que participaram da Conferência das Nações Unidas sobre o desenvolvimento Sustentável (Rio +20) é garantir a disponibilidade e manejo sustentável de água segura para todos. Nesse contexto, a complexidade amazônica abrange uma grande quantidade de recursos hídricos ao mesmo tempo em que uma parte significativa de sua população ainda tem dificuldades de acesso à água segura para o consumo.Esta dissertação buscou identificar e compreender o impacto socioambiental ocasionado pelas atuais formas de acesso e abastecimento de água encontradas em Vilas Indígenas da microrregião do Alto Solimões no Estado do Amazonas, Brasil. Belém do Solimões, Campo Alegre e Betânia são as Vilas estudadas e se localizam nos municípios Tabatinga, São Paulo de Olivença e Santo Antônio do Iça, respectivamente. A precariedade nas formas de acesso e distribuição de água nestas Vilas causam impactos visíveis e invisíveis, principalmente nas questões socioambientais,tais como potabilidade e contaminação de águas de superfície e subterrâneas. Visando compreender tais impactos este trabalho descreve as formas de acesso à água nos diferentes períodos do regime hidrológico da região,tendo realizado análises tanto da potabilidade da água usada para o consumo pelos moradores das Vilas quanto de dados de doenças de veiculação hídrica nas Vilas. Ao fim, a dissertação aponta as formas de armazenamento nas residências e as infraestruturas construídas para o abastecimento de água como os principais impactos socioambientais nas Vilas estudadas.

Dissertação apresentada ao Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais da Universidade do Extremo Sul Catarinense – Unesc, como requisito parcial para obtenção do título de mestre em ciências ambientais. / A qualidade dos recursos naturais no sul catarinense sofreu um impacto negativo com a atividade mineradora do carvão no século XIX. Projetos de recuperação ambiental estão sendo implantados há quase uma década, modificando o cenário da qualidade ambiental na região. A Companhia Siderúrgica Nacional (CSN) já reabilitou mais de 135 ha, sendo uma delas conhecida como Campo Mina Malha II Leste, a qual se apresenta em estágio mais avançado de reabilitação em relação às demais. A área localiza-se a noroeste do município de Siderópolis, é drenada pelo rio Fiorita, que, por sua vez, integra a sub-bacia do rio Mãe Luzia, um dos principais tributários da bacia hidrográfica do rio Araranguá. O objetivo deste trabalho foi verificar se o processo de reabilitação das áreas degradadas resulta em uma melhora na qualidade da água, utilizando-se insetos bentônicos como indicadores, e se as características físico-químicas da água exercem influência sobre a fauna bentônica. As coletas da fauna aquática foram realizadas na sub-bacia do rio Fiorita, durante o período de fevereiro de 2011 a janeiro de 2012, com amostragens mensais em três pontos (P01, P02 e P03). O ponto P01 se encontra em áreas sem influência de poluição pela mineração de carvão, mantendo as condições naturais da água; o ponto P02 está localizado em uma área reabilitada em 2006; e o ponto P03, em uma área degradada. Os insetos foram coletados ao longo de 10 metros de cada ponto amostral, com o uso de uma rede entomológica do tipo Súrber, malha 1mm, por meio da virada de pedras e revolvimento de substrato. Em laboratório, os exemplares foram identificados até nível de família. Para avaliar a qualidade da água, foram registrados in loco o pH, a condutividade, a temperatura, a vazão e o OD. Para avaliar a estrutura da entomofauna aquática, foram calculados os índices de diversidade e equitabilidade e analisada a similaridade entre os três pontos amostrais. Os resultados obtidos comprovaram o sucesso do processo de reabilitação ambiental, de maneira que o P01 apresentou maior riqueza e abundância; o P02 uma riqueza satisfatória, que respondeu às expectativas do presente estudo, enquanto o P03 obteve uma riqueza e abundância muito baixa, características singulares das áreas impactadas pela mineração.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:43Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-07-15Bitstream added on 2014-06-13T19:18:07Z : No. of bitstreams: 1 silva_mc_me_ilha.pdf: 1762519 bytes, checksum: d227aa7c39e727f299f79815681c80d2 (MD5) / O impacto da atividade humana sobre um território pode ser avaliado através do diagnóstico da qualidade das águas superficiais. Atualmente, existe grande preocupação com a preservação dos recursos hídricos, sendo cada vez mais valorizado e cobrado o uso adequado da água. O presente trabalho teve como objetivo diagnosticar os recursos hídricos na microbacia do córrego Três Barras, município de Marinópolis, SP. Os atributos avaliados foram: sólidos totais, suspensos e dissolvidos, turbidez, pH, dureza, cálcio, magnésio, ferro total, condutividade elétrica, oxigênio dissolvido e coliformes (fecais e totais). Através dos resultados obtidos verificou-se que as concentrações de sólidos totais têm aumentado gradativamente ao longo do tempo principalmente no período chuvoso. O ferro total foi o único atributo avaliado cuja concentração sempre esteve acima dos limites críticos para a irrigação em todos os locais de amostragem e em todo o tempo de avaliação, representando um risco ao adequado funcionamento de sistemas de irrigação localizada. As concentrações de cálcio e magnésio encontrados, segundo as classificações estabelecidas, não oferecem restrições de uso para a irrigação, e embora os coliformes totais e fecais apresentem altas concentrações, somente o ponto 3 é considerado como inadequado, devido ao lançamento de efluente, devendo-se portanto, evitar a utilização da água nesse trecho do córrego para irrigação de vegetais a serem consumidos in natura / The impact of human activity on a territory may be assessed through the diagnosis of the quality required of surface water. Currently, there is great concern for the preservation of water resources, increasingly valued and charged the proper use of water. The object of this work was to diagnose the water resources in the watershed of stream Três Barras, municipality of Marinópolis, SP. Attributes evaluated were: total solids, suspended and dissolved, turbidity, pH, hardness, calcium, magnesium, total iron, electrical conductivity, dissolved oxygen and fecal and total coliforms. Through the results it was found that concentrations of total solids have increased gradually over time mainly in the rainy season. The total iron was the only attribute evaluated with a concentration above the limits has always been critical for irrigation in all sampling locations and around the time of evaluation, pose a threat to the proper functioning of localised irrigation systems. Concentrations of calcium and magnesium found, according to classifications maintained, do not offer restrictions of use for irrigation and, although the fecal coliform and presenting high concentrations only the point 3 has been considered inappropriate due to the release of effluent and it should if so, refrain from using this stretch of stream water for irrigation of vegetables raw consumed

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2015-11-18T13:53:39Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1408584 bytes, checksum: 93c92bfb4c0654bc0272f8ef82b674ea (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-18T13:53:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1408584 bytes, checksum: 93c92bfb4c0654bc0272f8ef82b674ea (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) é o agente etiológico da doença de Johne ou paratuberculose, enterite granulomatosa crônica caracterizada por diarreia persistente e perda de peso progressiva que acomete ruminantes. Pode também ser isolado a partir de amostras intestinais de pacientes humanos, com doenças intestinais, principalmente portadores da doença de Crohn. Essa é uma doença de etiologia desconhecida, que se caracteriza por inflamação crônica, focal, assimétrica transmural e ocasionalmente granuloma- tosa, que pode acometer qualquer segmento do tubo digestivo. O isolamento de MAP e as semelhanças entre os processos clínicos e histopatológicos da paratuberculose e da doença de Crohn são algumas das razões pelas quais se investiga o potencial zoonótico da bactéria. As principais vias de eliminação do agente são através do leite e das fezes que contaminam os pastos e, direta ou indiretamente os cursos d’agua podendo dessa forma infectar humanos pela ingestão de água contendo o micro-organismo viável. MAP é uma bactéria resistente e responsável por grandes prejuízos econômicos e produtivos, sendo demonstrada sua sobrevivência no ambiente por longos períodos, além da resistência a pasteurização e à agentes de desinfecção aplicados ao tratamento da água para consumo humano. Diante disso, o estudo teve como objetivos: - identificar fatores de risco envolvidos com a presença de MAP em amostras de intestino humano, através da aplicação de questionário, em conjunto com da- dos prévios sobre a presença da bactéria em amostras de biópsias intestinais de pacientes portadores de Doença de Crohn, retocolite ulcerativa e portadores de doenças intestinais não inflamatórias, -verificar a presença do agente na água para consumo humano e animal através de PCR convencional e do cultivo microbiológico de amostras coletados em 10 propriedades de caprinocultura leiteira da Zona da Mata Mineira e realizar uma revisão bibliográfica dos estudos sobre a paratuberculose na América Latina. Quanto às amostras de água, MAP foi identificado viável em quatro (40%) das amostras de consumo animal, e identificado por PCR em três (30%) das de consumo humano além de uma quinta amostra de consumo animal (10%). Esse resultado demonstra o papel da água como reservatório do agente, mantendo o ciclo de infecção ativo e servindo de amostra confiável para o diagnóstico da presença do agente no rebanho já que, aparentemente não está condicionada a eliminação intermitente, como ocorre com as fezes desses animais. Nesse estudo também puderam ser identificados fatores de risco para a ocorrência do agente na água e em biópsias intestinais humanas, como o consumo de leite e derivados informais, assim como histórico familiar de agravos intestinais. Na América Latina MAP foi pesquisado em 10 países e identificado em nove, infectando, bovinos, caprinos e animais silvestres. Os resultados desse estudo contribuem para a identificação de fatores de risco envolvidos na transmissão de MAP para humanos, permitindo a sugestão de medidas que previnam ou reduzam a exposição ao agente. Esses fatores de risco identificados também demonstram a importância do leite na veiculação do agente por leite e produtos lácteos, com destaque para aqueles que não passaram pela pasteurização. Além disso, os estudos sobre água auxiliaram a elucidação do papel da ingestão da água na transmissão do agente, que não é pesquisado na rotina de tratamento, indicando exposição ao agente para humanos pode ser dar através do consumo de água contaminada por fezes de animais com paratuberculose. Esse estudo foi o primeiro sobre o agente na água no Brasil, e um dos poucos no mundo. / Mycobacterium avium ssp. paratuberculosis (MAP) is the etiologic agent of Johne's disease or paratuberculosis, a chronic granulomatous enteritis characterized by persistent diarrhea and progressive weight loss that may affects ruminants. MAP is also be isolated from intestinal samples from human patients with intestinal diseases, particularly Crohn's disease patients. This is a disease of unknown etiology that is characterized by chronic inflammation, focal, transmural asymmetric and occasionally granulomatous lesions, which can affect any segment of the digestive tract. The isolation of MAP and the similarities between the clinical and pathologic processes of paratuberculosis and Crohn's disease are some of the reasons for investigating the zoonotic potential of bacteria. The main agent’s disposal routes are through feces and milk that contaminate pastures and directly or indirectly the watercourses and can thus infect humans by drinking water containing viable microorganism. MAP is a resistant bacteria and responsible for significant economic and productive loss, and demonstrated its survival in the environment for long periods, in addition to the resistance to pasteurization and disinfection agents applied to water treatment for human consumption. Thus, the study aimed to: - identify risk factors involved with the presence of MAP in human gut samples, through the questionnaire, together with previous data on the presence of bacteria in samples of intestinal biopsies of patients Crohn's disease, ulcerative colitis and patients with non- inflammatory intestinal diseases, -check the agent's presence in the water for human and animal consumption by conventional PCR and microbiological culture samples collected in 10 properties of dairy goat of the Zona da Mata Mineira and,- conduct a literature review of the studies on paratuberculosis in Latin America. As for the water samples, MAP was identified feasible in four (40%) of the samples of animal feed, and identified by PCR in three (30%) of human consumption as well as a fifth sample of animal consumption (10%). This result demonstrates the role of water as an agent of the reservoir, keeping the active infection cycle and serving as a reliable sample for the diagnosis of the agent's presence in the herd since apparently is not subject to intermittent shedding, as with the feces of these animals. In this study could also be identified risk factors for the occurrence of the agent in in human intestinal biopsies, as the consumption of unpasteurized milk and informal derivatives as well as family history of bowel diseases. In Latin America MAP was investigated in 10 countries and identified in nine, infecting, cattle, goats and wild animals. The results of this study contribute to the identification of risk factors involved in the MAP transmission to humans, allowing the suggestion of measures to prevent or reduce exposure. These identified risk factors also demonstrate the importance of milk in placement agent for milk and milk products, especially those who have not gone through the pasteurization. Furthermore, studies on water helped to elucidate the role of water ingestion in the transmission of the agent, which is not searched in routine treatment, indicating exposure to the agent for humans can occur through the consumption of water contaminated by faeces of animals carrying paratuberculosis. This study was the first about the agent in water in Brazil, and one of the few in the world.

O tetracloroeteno (PCE), um dos principais contaminantes de águas subterrâneas, é uma molécula recalcitrante, com toxicidade elevada. Processos de biorremediação de água ou solo contaminados com PCE são normalmente limitados pela baixa eficiência de microrganismos sabidamente envolvidos em sua degradação. No entanto, a prospecção de novos microrganismos, mais eficientes na degradação do PCE é uma alternativa para otimizar esses processos. Os objetivos deste estudo foram desenvolver uma técnica de biorremediação utilizando um reator horizontal de leito fixo (RHLF) contendo consórcios de microrganismos eficientes na degradação do PCE, e caracterizar a via de degradação do PCE utilizada pelo consórcio selecionado. Para tanto, amostras de sedimento de dois poços de monitoramento de água foram coletadas de uma metalúrgica com histórico de contaminação com PCE. Os sedimentos foram imobilizados, acondicionados em RHLFs específicos e submetidos a cultivo de enriquecimento em meio mínimo suplementado com PCE. A estrutura das comunidades e a diversidade bacteriana dos RHLFs foram avaliadas e comparadas com as amostras do PM1 e PM2, por PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones do gene rRNA 16S. Os resultados evidenciaram a seleção de populações bacterianas no RHLF contendo o inóculo do PM1 (In1) após o cultivo de enriquecimento, enquanto no RHLF contendo o inóculo do PM2 (In2), a estrutura da comunidade bacteriana não diferiu daquela observada no PM2. Ensaios de degradação do PCE nos RHLFs, usando cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG/EM), mostraram, após 12 horas, uma eficiência de 87 % na degradação do PCE no reator com In1 e 96 % no reator com In2. Foi feito o isolamento e identificação, por sequenciamento do gene rRNA 16S, das bactérias dos RHLFs, sendo identificados 4 isolados do In1, similares a Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans e Stenotrophomonas maltophilia e 7 isolados do In2, similares a Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii e Comamonas sp. Compostos orgânicos voláteis nos reatores com In1 e In2 foram analisados por CG/EM, identificando a produção de clorofórmio (TCM) e 1,1,1-tricloroetano (TCA) como produtos da degradação do PCE. Consórcios formados por bactérias isoladas dos reatores In1 (IIn1) e In2 (IIn2) foram imobilizados e acondicionados em RHLFs distintos para avaliar o potencial dos mesmos na degradação do PCE. Após 12 horas, 92 % do PCE foi degradado nos reatores com IIn1 e IIn2, com produção de TCM e TCA. Testes de degradação usando células em suspensão foram conduzidos para avaliar a eficiência de cada isolado na degradação do PCE. O isolado I8 do In2 (I8In2), identificado como Comamonas sp., teve 68 % de eficiência na degradação do PCE. Ensaios com inibidor de monoxigenases do citocromo P-450 (1-aminobenzotriazole) mostraram que a degradação do PCE nos RHLFs, contendo IIn1, IIn2 e I8In2, foram dependentes dessa enzima. Como conclusão, nós identificamos uma nova via de degradação do PCE altamente eficiente, aeróbia e mediada por monoxigenases e isolamos cepas bacterianas que podem ser usadas como consórcios imobilizados nos RHLFs como uma alternativa eficiente na remediação de áreas contaminadas com PCE. / Tetrachloroethene (PCE), one of the main contaminants of groundwater, is a recalcitrant molecule with high toxicity. Bioremediation processes of water or soil contaminated with PCE are usually limited by the low efficiency of microorganisms known to be involved in its degradation. However, the exploration of new and more efficient microorganisms in the degradation of PCE is an alternative to optimize these processes. The objectives of these studies were to develop a bioremediation technique using horizontal fixed bed reactor (HFBR) containing microbial consortia effective in the PCE degradation, and to characterize the PCE degradation pathway used by the selected consortium. For that, sediment samples of two groundwater monitoring wells were collected from a metallurgical plant with historical of PCE contamination. The sediments were immobilized, packed in specific HFBRs and subjected to enrichment in minimal medium supplemented with PCE. The bacterial community structure and diversity in the HFBRs were evaluated and compared to samples from the MW1 and MW2, by PCR-DGGE and sequencing of 16S rRNA gene clone libraries. The results revealed the selection of bacterial populations in the HFBR containing inoculum from MW1 (In1) after enrichment, while in the HFBRs containing inoculum from MW2 (In2), the bacterial community structure did not differ from that observed in MW2. Tests of PCE degradation in HFBRs using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) showed, after 12 hours, an efficiency of 87 % in the PCE degradation in the In1 reactor and 96 % in the In2 reactor. Bacteria from HFBR were isolated and identified by sequencing of 16S rRNA gene, and 4 isolates from In1, similar to Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans and Stenotrophomonas maltophilia, and 7 isolates from In2, similar to Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii and Comamonas sp. were identified. Volatile organic compounds in the reactors with In1 and In2 were analyzed by GC/MS, showing the production of chloroform (TCM) and 1,1,1-trichloroethane (TCA) as PCE degradation products. Consortia composed of bacteria isolated from the In1 (IIn1) and In2 (IIn2) reactors were immobilized and packed in distinct HFBRs to evaluate the potential of specific consortia in PCE degradation. After 12 hours, 92 % of PCE was degraded in reactors with IIn1 and IIn2, with the production of TCM and TCA. Degradation tests using cells suspension were conducted to evaluate the efficiency of each isolate in PCE degradation. Isolate I8 from In2 (I8In2), identified as Comamonas sp., showed 68 % efficiency in the PCE degradation. Assays using inhibitor of monooxygenases cytochrome P-450 (1-aminobenzotriazole) showed that the PCE degradation in HFBRs containing IIn1, IIn2 and I8In2 were dependent of this enzyme. In conclusion, we have identified a new highly efficient PCE degradation pathway, aerobic and mediated by monooxygenases, and isolated bacterial strains that may be used as consortia which immobilized in HFBRs as an efficient alternative in the remediation of PCE contaminated areas.

O tetracloroeteno (PCE), um dos principais contaminantes de águas subterrâneas, é uma molécula recalcitrante, com toxicidade elevada. Processos de biorremediação de água ou solo contaminados com PCE são normalmente limitados pela baixa eficiência de microrganismos sabidamente envolvidos em sua degradação. No entanto, a prospecção de novos microrganismos, mais eficientes na degradação do PCE é uma alternativa para otimizar esses processos. Os objetivos deste estudo foram desenvolver uma técnica de biorremediação utilizando um reator horizontal de leito fixo (RHLF) contendo consórcios de microrganismos eficientes na degradação do PCE, e caracterizar a via de degradação do PCE utilizada pelo consórcio selecionado. Para tanto, amostras de sedimento de dois poços de monitoramento de água foram coletadas de uma metalúrgica com histórico de contaminação com PCE. Os sedimentos foram imobilizados, acondicionados em RHLFs específicos e submetidos a cultivo de enriquecimento em meio mínimo suplementado com PCE. A estrutura das comunidades e a diversidade bacteriana dos RHLFs foram avaliadas e comparadas com as amostras do PM1 e PM2, por PCR-DGGE e sequenciamento de bibliotecas de clones do gene rRNA 16S. Os resultados evidenciaram a seleção de populações bacterianas no RHLF contendo o inóculo do PM1 (In1) após o cultivo de enriquecimento, enquanto no RHLF contendo o inóculo do PM2 (In2), a estrutura da comunidade bacteriana não diferiu daquela observada no PM2. Ensaios de degradação do PCE nos RHLFs, usando cromatografia gasosa associada à espectrometria de massas (CG/EM), mostraram, após 12 horas, uma eficiência de 87 % na degradação do PCE no reator com In1 e 96 % no reator com In2. Foi feito o isolamento e identificação, por sequenciamento do gene rRNA 16S, das bactérias dos RHLFs, sendo identificados 4 isolados do In1, similares a Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans e Stenotrophomonas maltophilia e 7 isolados do In2, similares a Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii e Comamonas sp. Compostos orgânicos voláteis nos reatores com In1 e In2 foram analisados por CG/EM, identificando a produção de clorofórmio (TCM) e 1,1,1-tricloroetano (TCA) como produtos da degradação do PCE. Consórcios formados por bactérias isoladas dos reatores In1 (IIn1) e In2 (IIn2) foram imobilizados e acondicionados em RHLFs distintos para avaliar o potencial dos mesmos na degradação do PCE. Após 12 horas, 92 % do PCE foi degradado nos reatores com IIn1 e IIn2, com produção de TCM e TCA. Testes de degradação usando células em suspensão foram conduzidos para avaliar a eficiência de cada isolado na degradação do PCE. O isolado I8 do In2 (I8In2), identificado como Comamonas sp., teve 68 % de eficiência na degradação do PCE. Ensaios com inibidor de monoxigenases do citocromo P-450 (1-aminobenzotriazole) mostraram que a degradação do PCE nos RHLFs, contendo IIn1, IIn2 e I8In2, foram dependentes dessa enzima. Como conclusão, nós identificamos uma nova via de degradação do PCE altamente eficiente, aeróbia e mediada por monoxigenases e isolamos cepas bacterianas que podem ser usadas como consórcios imobilizados nos RHLFs como uma alternativa eficiente na remediação de áreas contaminadas com PCE. / Tetrachloroethene (PCE), one of the main contaminants of groundwater, is a recalcitrant molecule with high toxicity. Bioremediation processes of water or soil contaminated with PCE are usually limited by the low efficiency of microorganisms known to be involved in its degradation. However, the exploration of new and more efficient microorganisms in the degradation of PCE is an alternative to optimize these processes. The objectives of these studies were to develop a bioremediation technique using horizontal fixed bed reactor (HFBR) containing microbial consortia effective in the PCE degradation, and to characterize the PCE degradation pathway used by the selected consortium. For that, sediment samples of two groundwater monitoring wells were collected from a metallurgical plant with historical of PCE contamination. The sediments were immobilized, packed in specific HFBRs and subjected to enrichment in minimal medium supplemented with PCE. The bacterial community structure and diversity in the HFBRs were evaluated and compared to samples from the MW1 and MW2, by PCR-DGGE and sequencing of 16S rRNA gene clone libraries. The results revealed the selection of bacterial populations in the HFBR containing inoculum from MW1 (In1) after enrichment, while in the HFBRs containing inoculum from MW2 (In2), the bacterial community structure did not differ from that observed in MW2. Tests of PCE degradation in HFBRs using gas chromatography-mass spectrometry (GC/MS) showed, after 12 hours, an efficiency of 87 % in the PCE degradation in the In1 reactor and 96 % in the In2 reactor. Bacteria from HFBR were isolated and identified by sequencing of 16S rRNA gene, and 4 isolates from In1, similar to Burkholderia sp., Pseudomonas stutzeri, P. oryzihabitans and Stenotrophomonas maltophilia, and 7 isolates from In2, similar to Microbacterium trichotecenenolyticum, S. maltophilia, Klebsiella sp., Exiguobacterium acetylicum, P. oryzihabitans, Acinetobacter junii and Comamonas sp. were identified. Volatile organic compounds in the reactors with In1 and In2 were analyzed by GC/MS, showing the production of chloroform (TCM) and 1,1,1-trichloroethane (TCA) as PCE degradation products. Consortia composed of bacteria isolated from the In1 (IIn1) and In2 (IIn2) reactors were immobilized and packed in distinct HFBRs to evaluate the potential of specific consortia in PCE degradation. After 12 hours, 92 % of PCE was degraded in reactors with IIn1 and IIn2, with the production of TCM and TCA. Degradation tests using cells suspension were conducted to evaluate the efficiency of each isolate in PCE degradation. Isolate I8 from In2 (I8In2), identified as Comamonas sp., showed 68 % efficiency in the PCE degradation. Assays using inhibitor of monooxygenases cytochrome P-450 (1-aminobenzotriazole) showed that the PCE degradation in HFBRs containing IIn1, IIn2 and I8In2 were dependent of this enzyme. In conclusion, we have identified a new highly efficient PCE degradation pathway, aerobic and mediated by monooxygenases, and isolated bacterial strains that may be used as consortia which immobilized in HFBRs as an efficient alternative in the remediation of PCE contaminated areas.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-02-20T16:48:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580390 bytes, checksum: 95953d80a446928db3cf87ed81dbb2af (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-20T16:48:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1580390 bytes, checksum: 95953d80a446928db3cf87ed81dbb2af (MD5) Previous issue date: 2003-03-06 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Atividades agrícolas potencializam a mobilização de sedimentos, nutrientes e herbicidas em escoamento superficial, por esta razão, tem sido crescente o uso de zonas ripárias na proteção a qualidade dos cursos d água, uma vez que estas têm se mostrado eficientes na retenção de areia, silte e nutrientes, evitando que estes cheguem aos sistemas aquáticos. A maioria dos herbicidas é fortemente adsorvida às argilas coloidais que, em zonas ripárias são menos eficientemente removidas em comparação às partículas de silte e areia. Entretanto, existe pouca informação sobre a retenção de herbicidas neste sistema. No escoamento superficial, os herbicidas podem ser transportados na forma dissolvida ou associados às partículas coloidais dos sedimentos. Neste trabalho, investigou-se a retenção da atrazina (com forte adsorção ao solo e baixa solubilidade em água), do picloram (fraca adsorção ao solo e alta solubilidade em água) e da caulinita, partícula de argila com alta mobilização de solutos, em escoamento superficial, em zonas ripárias. Com o intuito de avaliar o potencial e a taxa de adsorção dos herbicidas no horizonte O, experimentos de equilíbrio e cinética de adsorção realizados em laboratório foram desenvolvidos previamente. Os resultados indicaram que, após 24 horas, 30% da concentração de atrazina permaneceu adsorvida no horizonte O. Contudo, o picloram não apresentou adsorção significativa. O escoamento superficial foi gerado com o auxílio de um distribuidor da mistura, em parcelas de 5 x 10 m, de 2 a 20% de declividade, localizadas dentro de zonas ripárias e situadas em áreas de silvicultura, na região Nordeste do Estado da Geórgia, EUA. A aplicação da mistura nas parcelas, com o intuito de se gerar escoamento superficial, foi realizada em duas épocas do ano: no verão (estação seca) e no inverno (estação chuvosa). Para avaliação do efeito da camada de liteira na retenção da argila e dos herbicidas, removeu-se o horizonte O em três parcelas experimentais para que as mesmas servissem como testemunha. Durante o período de aplicação, foram coletadas amostras da mistura em escoamento ao longo da zona ripária (no ponto de aplicação e a 2, 4, 6 e 10 metros do ponto de aplicação). Os dados foram ajustados ao modelo aplicado em tratamentos por escoamento superficial, indicando as taxas de remoção dos contaminantes em função da distância. O modelo ajustado poderá ser utilizado na determinação de remoção de contaminantes em outras localidades. Os resultados indicaram reduções de 70, 33 e 6% na concentração de caulinita, atrazina e picloram, respectivamente, na mistura em escoamento, nas parcelas em que o horizonte O foi mantido. A redução da concentração dos três poluentes ao longo da zona ripária não apresentou correlação com a declividade, assim como com a estação do ano. A ausência do horizonte O sobre a superfície do solo proporcionou o aumento de 5 vezes na velocidade do escoamento e reduziu em 10 e 13,6% a retenção de caulinita e atrazina, respectivamente, enquanto que proporcionou o aumento de 2,6% na retenção de picloram, embora não tenha sido significativo. O ajuste do modelo foi satisfatório para todos os contaminantes, resultando em coeficientes de determinação acima de 0,90. / Agricultural activities have the potential to mobilize sediments, nutrients and herbicides from surface runoff. Due to this, the use of riparian zones to protect the water quality of streams and rivers has been increasing, due to their proven efficiency in the retention of sand, silt and nutrients, minimizing their deposition in aquatic systems. Most herbicides are heavily adsorbed to colloidal clays, which in riparian zones are less efficiently removed in comparison to silt and sand particles. However, there is little information regarding the retention of herbicides in this system. In superficial runoff, herbicides can be transported in a solubilized form, or associated to the colloidal particles from the sediment. In the present work, the retention of atrazine (relatively adsorbed in soil and with relatively low solubility in water), picloram (weakly adsorbed in soil and with high solubility in water) and kaolinite, in superficial runoff in riparian zones, was evaluated. In order to evaluate the potential and rate of adsorption of herbicides to O horizon, 24 hours batch equilibrium and kinetics experiments were carried out. Results indicated that 30% of the atrazine concentration adsorbed to the O horizon after 24 hours. However, picloram was poorly adsorbed. Superficial runoff was simulated in 5 x 10 m plots, with slopes ranging from 2 to 20%, located within riparian zones in forest systems, in Northeastern Georgia, USA. The herbicide and kaolinite mixture was applied to the plots during summer (dry season) and winter (rainy season). In the middle slope ranges, plots were paired with O horizon removal in one plot. Mixture samples were collected at the point of application and at 2, 4, 6 and 10 m from the point of application. The generated data was fitted to an overland flow model, which predicts the rate of contaminants remove in function of distance. This model will provide the estimate of the rate of contaminants remove in other localities. Results indicate reductions of 70, 33 and 6% in the concentrations of kaolinite, atrazine and picloram, respectively, in the surface flow mixture, in the plots with the O horizon. The decrease in the concentration of the three pollutants along the riparian zone did not display a correlation with the grade or with the season. The removal of the O horizon allowed a five-fold increase of runoff speed. Removal decreased to 10 and 13,6% the retention of kaolinite and atrazine, respectively. The retention of picloram was increased in 2,6%, although this value was not statistically significant. The data of all contaminants were well fitted into the model used, resulting in high determination coefficients (higher than 0.90). / Tese importada do Alexandria

Orientador: Maria Aparecida Marin-Morales / Banca: Carmem Silvia Fontanetti Christofoletti / Banca: Bruna de Campos Ventura Camargo / Resumo: Os problemas que mais afetam a qualidade da água de rios e lagos estão associados com os descartes realizados nestes ambientes, principalmente, os de esgotos domésticos e industriais tratados de forma inadequada ou não tratados. Esses efluentes podem conter compostos químicos perigosos pela sua potencialidade em induzir efeitos citotóxicos e genotóxicos à biota exposta. Neste sentido, o presente trabalho teve por objetivo verificar o possível potencial citotóxico, genotóxico e mutagênico de químicos presentes nas águas do ribeirão Tatu, Limeira/SP, provenientes de descartes ilegais de pequenas indústrias e esgotos domésticos por meio do teste de aberrações cromossômicas (ACs) e micronúcleo (MN) em Allium cepa e ensaio do cometa em células de mamíferos. Foram realizadas coletas sazonais em cinco diferentes pontos do ribeirão, entre os anos de 2008 e 2009. As análises físicoquímicas das amostras de água mostraram uma grande degradação na qualidade da água do ribeirão, decorrente dos descartes de esgotos domésticos e industriais, de águas pluviais contaminadas e escoamento da agricultura. Os dados referentes ao bioensaio com A. cepa mostram que os períodos de seca são os mais críticos, pois levaram as respostas mais severas de indução de ACs e de MN no organismo teste utilizado. Em relação ao ensaio do cometa com as células HTC, as amostras de água coletadas no período de chuva intensa, apresentaram maior genotoxicidade, principalmente nos pontos mais impactados pelo recebimento dos efluentes, devido, possivelmente, ao carreamento de contaminantes para o leito do rio, promovido pelo escoamento da água das chuvas / Abstract: The issues that most affect the water quality of rivers and lakes are associated with discharges in these environments, especially those of domestic and industrial sewage inadequately or not treated. These effluents may contain hazardous chemical compounds for their ability to induce cytotoxic and genotoxic effects to the biota exposed. In this sense, the present study aimed to determine the potential cytotoxic, genotoxic and mutagenic of chemicals present in the waters of the ribeirão Tatu, Limeira / SP, from illegal discharges from small industries and domestic sewage through the test of chromosomal aberrations (CAs) and micronucleus (MN) in Allium cepa and comet assay in mammalian cells. Five seasonally collections were performed at five different places of the river in 2008 and 2009. The physical-chemical analysis of water samples showed a large degradation in water quality of the stream, resulting from discharges of municipal and industrial wastewater, storm water and contaminated runoff from agriculture. The data on A. cepa bioassay show that the droughts are the most critical because the answers led to more severe induction of CAs and MN in the test organism used. Concerning the comet assay with HTC cells, water samples collected during the period of strong rain, had higher genotoxicity, especially at points of most impacted by the receipt of effluents, due possibly to the carrying of contaminants to riverbed, sponsored by runoff from rainfall / Mestre