Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2018-06-18T14:07:05Z No. of bitstreams: 2 Joemar_Rego2017.pdf: 1611397 bytes, checksum: 93793aba5f8951c59d8d5fc284174031 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T14:07:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Joemar_Rego2017.pdf: 1611397 bytes, checksum: 93793aba5f8951c59d8d5fc284174031 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-07-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In Brazil, soybeans are considered one of the main agricultural products, however, with the expansion of agriculture, new phytosanitary diseases have emerged. Thus, inadequate storage can lead to the growth of insects and microorganisms as well as promote product deterioration. Currently, ozone gas is among the products being studied for the disinfection of fungi, which is formed by three molecules of oxygen (O3) and its final product is oxygen. In addition, O3 is considered safe by the food industry. Thus, the objectives of this study were to evaluate both the effects of ozone gas during drying in terms of physiological and physical-chemical quality, as well as the efficiency of fungal decontamination and to determine the modeling of drying curves for soybean seeds. For this study, seeds of cultivar NK 7059 (V-máx RR), produced in the Medianeira-PR region, from the 2016 crop with 20.18% B.U. A factorial design 22 with center point was used, with times (5, 10 and 15 minutes) and temperature (30, 40 and 50 ° C). The mathematical model that presented the best fit to the experimental data was Midilli. The coefficients a, b and k were considered to be dependent on the drying air temperature while the coefficient n was dependent on the time factors of ozone application and drying air temperature. Ozone gas demonstrated efficiency in fungal decontamination through microbiological effects and the temperature of 50 °C showed the best results. The time of five minutes of ozone application and the air temperature of 30 °C for drying showed a higher number of germinated seeds. / No Brasil, a soja é considerada um dos principais produtos agrícolas, todavia, com a expansão da agricultura, surgiram novas doenças fitossanitárias. Assim, um armazenamento inadequado pode provocar o crescimento de insetos e microrganismos bem como promover a deterioração do produto. Atualmente, o gás ozônio está entre os produtos em estudo para a desinfecção de fungos, o qual é formado por três moléculas de oxigênio (O3) e seu produto final é o oxigênio. Além disso, o O3 é considerado seguro pela indústria alimentícia. Assim, os objetivos deste estudo foram avaliar tanto os efeitos do gás ozônio durante a secagem no que tange à qualidade fisiológica e físico-química, como a eficiência na descontaminação fúngica e determinar a modelagem das curvas de secagem para as sementes de soja. Para este estudo, foram usadas as sementes da cultivar NK 7059 (V-máx RR), produzidas na região de Medianeira – PR, da safra de 2016 com 20,18% B.U. Foi usado um planejamento fatorial 22 com ponto central, com tempos (5,10 e 15 minutos) e temperatura (30, 40 e 50 °C). O modelo matemático que apresentou o melhor ajuste aos dados experimentais foi a Midilli. Os coeficientes a, b e k foram considerados como dependentes da temperatura do ar de secagem enquanto o coeficiente n foi dependente dos fatores tempo de aplicação do ozônio e temperatura do ar de secagem. O gás ozônio demonstrou eficiência na descontaminação fúngica através dos efeitos microbiológicos e a temperatura de 50 °C apresentou os melhores resultados. O tempo de cinco minutos de aplicação do ozônio e a temperatura do ar de 30 °C para a secagem apresentaram maior número de sementes germinadas.

As atividades que envolvem a floricultura vêm se destacando positivamente no cenário econômico do agronegócio brasileiro. Dentre as espécies de plantas utilizadas para este fim ressaltam-se as espécies pertencentes à família botânica Asteraceae, principalmente as do gênero Chrysanthemum. A espécie C. cinerariaefolium Vis. (Piretro da Dalmácia) é mundialmente cultivada visando à produção de aleloquímicos que apresentam atividades de inseticidas naturais (piretrinas). No Brasil chegou a ser produzida para esse fim em larga escala, no município de Taquara-RS na década de 30 a 40. Recentemente o interesse de seu cultivo tem aumentado como uma alternativa natural de manejo de pragas como planta ornamental, principalmente para jardins. Contudo, o fato de não produzir sementes férteis limita sua capacidade de propagação massal. Visando aperfeiçoar sua micropropagação foram realizados dois experimentos. No experimento 1 foi avaliado aos 30 dias de cultivo a influência de cinco concentrações de hipoclorito de sódio (10, 20, 30, 40 e 50% do produto comercial Mazzarolo) e cinco tempos de permanência na solução durante a desinfestação dos explantes (5, 10, 15, 20, 25 min.). Ao todo foram isolados 125 meristemas totalizando 25 tratamentos com cinco repetições. Os explantes isolados foram inoculados no meio de isolamento, o qual foi constituído de MS + 1,0 mg.L-1 de BAP + 0,1 mg.L-1 de GA3 + 0,01 mg.L-1 ANA + 30 g.L-1 de Sacarose em 7,0 g.L-1 de Agar. No experimento 2 foi avaliado a influência das diferentes concentrações de hipoclorito e dois tempos de permanência na solução desinfetante sobre a porcentagem de necrose, estruturas amorfas, plântulas formadas e comprimento de brotos. As plântulas regeneradas do experimento 1 foram inoculadas no meio de multiplicação que constou do MS + 0,4 mg.L-1 de Thiamina HCl + 100 mg.L-1 de Mio-Inositol + 0,05 mg.L-1 de ANA + 1,0 mg.L-1 de BAP + 40 g.L-1 de Sacarose e 7,0 g.L-1 de Agar. O pH dos meios foi ajustado em 5,9 antes da autoclavagem. Os resultados obtidos no experimento 1 indicaram que quanto maior o tempo de permanência na solução, maior a porcentagem de necrose. Porém, quanto menor a permanência maior a taxa de contaminação microbiana. No experimento 2, observou-se que a porcentagem de necrose é maior na concentração de 50%. Não houve influência dos fatores analisados na produção de estruturas amorfas. Para o número de brotos/explante e comprimento de brotos, o melhor desempenho se deu na solução 30%. Porém, a taxa de brotos por explante diminuiu à medida que aumentou o tempo de permanência na solução. Com relação ao comprimento dos brotos, os melhores resultados foram observados até o tempo de 15 minutos de permanência. Assim conclui-se que C. cinerariaefolium Vis. responde positivamente ao cultivo in vitro. A taxa de necrose aumenta à medida que aumenta a concentração de hipoclorito. Por outro lado, a taxa de contaminação aumenta à medida que diminui a concentração da solução desinfetante. A concentração de hipoclorito de sódio e o tempo de permanência na solução desinfetante afetam o número e o comprimento de brotos produzidos nos subcultivos. / The activities that involve floriculture have distinguished positively in the economic scenario of the Brazilian agribusiness. Among the plant species used for that purpose it can be distinguished the species belonging to the botanical family Asteraceae, mainly from the genus Chrysanthemum. The species C. cinerariaefolium Vis. is worldwide cultivated in order to produce the alelochemicals, which have activities of natural insecticides (pyretrine). In Brazil it was produced in large scale, in the Taquara-RS County in the decade of 30 to 40. Recently the interest on its cultivation has increased as natural alternative of pest management as ornamental plant, mainly in yards. However, the fact of no seed is produced by the plant that limits its capacity of massal production. In order to optimize its micropropagation two experiments were developed. In the experiment 1 it was evaluated 30 days after cultivation the influence of five concentrations of sodium hipochlorine (10, 20, 30, 40 and 50% of the commercial product Mazzarolo), and five time lengths of the explants permanence in the disinfecting solution (5, 10, 15, 20 and 25 min.). It was isolated 125 meristems, 25 treatments with five replications. The isolated explants were inoculated in isolation media, that was constituted of MS + 1.0 mg.mL-1 of BAP + 0.1 mg.L-1 of GA3 + 0.01 mg.L-1 ANA + 30 g.L- 1 of sucrose in 7.0 g.L-1 of Agar. In the experiment 2 it was evaluated the influence of different concentrations of hipochlorine and two length of time in disinfection solution measuring the percentage of necrosis, amorphous structures, seedlings formed and length of the sprouts. The regenerated seedlings from experiment 1 were inoculate in a medium of multiplication that was of MS + 0.4 mg.L-1 of Thiamine HCl + 100 mg.L-1 of Mio-Inositol 0.05 mg.L-1 of ANA + 1.0 mg.L-1 of BAP + 40 g.L-1 of sucrose and 7.0 g.L-1 of Agar. The pH of the medium was adjusted to 5.9 before the autoclaving process. The results obtained in the experiment 1 indicated that the higher the time length in the solution, the higher is the percentage of necrosis. However, the higher is the permanence of higher rate of microbial contamination. In the experiment 2; it was observed that the percentage of necrosis is higher at the concentration of 50%. There was no influence of the analyzed factors in the yield of amorphous structures. For the number of sprouts/explants and length of sprouts, the better performance was in the solution of 30%. However, the rate of sprouts per explants diminished as the length of time in the solution increased. The best results for sprout length were obtained up to 15 minutes of permanence. Therefore, it can be concluded that C. cinerariaefolium Vis. responds positively to in vitro culture. The rate of necrosis increases as the hipochlorine concentration is higher. On the other hand, the contamination rate increases as the disinfection solution diminishes. The concentration o hipochlorine sodium as the length of time of permanence in the initial disinfecting solution used during the explants disinfection affects the number and the sprout length produced during the subculture.

Foi realizado estudo de desinfecção comparativo, em condições experimentais similares, entre hipoclorito de sódio, ácido peracético, ozônio e o processo de desinfecção seqüencial ozônio/cloro para águas de estudo com características de cor baixa (< 5 uH) e cor elevada (> 100 uH). O desempenho dos desinfetantes foi avaliado segundo a inativação de três microrganismos indicadores, Escherichia coli ATCC 11229, colifagos e Clostridium perfringens ATCC 13124. As concentrações aplicadas de cloro (\'CL IND.2\'), ácido peracético e ozônio (\'O IND.3\') foram de 2,0; 3,0; 4,0 e 5,0 mg/L. A desinfecção seqüencial consistiu das seguintes combinações de concentrações em mg/L: 2,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 3,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 5,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\' e 2,0 \'O IND.3\' / 5,0 \'CL IND.2\'. Os tempos de contato empregados foram de 5, 10, 15 e 20 minutos, tanto para os ensaios individuais, como para a etapa seqüencial. O cloro livre aplicado foi rapidamente transformado em formas de cloro combinado, nos primeiros 5 minutos de contato, para todas as dosagens aplicadas, diminuindo a ação desinfetante do mesmo. Os resultados dos ensaios de desinfecção com ácido peracético indicaram efetiva redução dos microrganismos indicadores empregados, mesmo na presença de elevada concentração de matéria orgânica, proveniente dos meios de cultura. O ozônio foi considerado efetivo para inativação dos três microrganismos indicadores, apresentando melhores resultados que os demais desinfetantes, na inativação dos fagos. Na etapa da desinfecção seqüencial as inativações de E. coli, colifagos e C. perfringens foram substancialmente superiores às inativações obtidas com ozônio e cloro individuais. Ocorreu sinergismo para E. coli e fagos para todas as dosagens e tempos de contato empregados. Em relação à bactéria esporulada C. perfringens tal fenômeno não foi observado para todos as combinações de ozônio e cloro testadas / This is the result of a comparative disinfection study, performed in similar experimental conditions, among hypochlorite of sodium, peracetic acid, ozone and the ozone/chlorine sequential disinfection process for waters of study with low color (< 5 uH) and high color (> 100 uH) features. The disinfectants performance was evaluated according to the inactivation of three indicators microorganisms: Escherichia coli ATCC 11229, coliphages and Clostridium perfringens ATCC 13124. The applied concentrations of chlorine (\'CL IND.2\'), peracetic acid and ozone (\'O IND.3\') were of 2,0; 3,0; 4,0 and 5,0 mg/L. The sequential disinfection consisted of the following concentrations combinations in mg/L: 2,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 3,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\'; 5,0 \'O IND.3\' / 2,0 \'CL IND.2\' and 2,0 \'O IND.3\' / 5,0 \'CL IND.2\'. The different times of contact employed were of 5, 10, 15 and 20 minutes, as for the single test, as for the sequential stage. The free chlorine applied was quickly transformed into combined chlorine forms, in the first 5 minutes of contact, for all the dosages applied, reducing its disinfectant action. The disinfection tests results with peracetic acid indicated an effective reduction of the indicators microorganisms employed, even in the presence of a high concentration of organic matters, deriving from the culture medium. The ozone was considered effective for the inactivation of all the three indicators microorganisms, presenting better results than the other disinfectants for the phages inactivation. In the stage of the sequential disinfection, the inactivations of E. coli, coliphages and C. perfringens were remarkably superior to the inactivations obtained with just ozone and chlorine. It occurred synergism to E. coli and phages for all dosages and times of contact employed. Such a phenomenon was not observed in relation to the sporulated bacteria C. perfringens, for all the combinations of ozone and chlorine tested

Este trabalho teve como objetivo o estudo de desempenho e a avaliação de custos econômicos do processo de desinfecção por radiação UV para efluente de lagoas de estabilização facultativas pós- tratado em alagado construído e para outros efluentes com características similares. O trabalho experimental consistiu de ensaios de desinfecção utilizando reator de desinfecção por radiação UV em batelada. Na pesquisa foram avaliadas as principais variáveis que interferem no rendimento e nos custos dos processos, de forma a adequar o par CT (concentração de desinfetante e tempo de contato) atendendo ao padrão ambiental microbiológico de 1.000 coliformes termotolerantes/100 mL, definido para corpos aquáticos enquadrados na classe 2 estabelecida pela Resolução 357/2005 CONAMA, uma vez que a maioria dos corpos receptores do Brasil estão enquadrados nessa classe. A avaliação econômica definiu custos unitários de implantação e de operação e manutenção do processo de desinfecção UV para um período de 20 anos, considerando valores pontuais e anuais de forma a se verificar o custo total a valor presente. Os dados obtidos indicaram que o efluente final das unidades de tratamento avaliadas apresentaram valores de turbidez, absorvância a 254 nm e ferro total superiores aos usuais recomendados para desinfecção UV, no entanto, não comprometendo a desinfecção. Por outro lado, a concentração de SS foi baixa e com diâmetro de partículas de pequenas dimensões. As várias combinações testadas (doses x altura de lâmina líquida- ALL) sugerem, para atendimento ao padrão microbiológico, doses de 8 Wh/\'M POT.3\' e ALL de 6 cm. A concentração remanescente dos indicadores microbiológicos testados mostrou ordem decrescente de inativação de Clostridium perfringens para coliformes totais e Escherichia coli. A análise da fotorreativação e da ausência de luz no recrescimento dos microrganismos indicadores (coliformes totais e Esherichia coli) foi mais perceptível na ausência de luz. Os custos de implantação das unidades de desinfecção UV projetadas nesta pesquisa foram significativamente menores que os dos modelos industriais comparados. Os custos de operação e manutenção para a desinfecção com radiação UV também foram baixos e equivalem a outros desinfetantes. Os custos médios globais obtidos variam de 14,3 a 20,5 R$/habitante, para garantir a desinfecção do esgoto por radiação UV durante 20 anos. / This work studied UV disinfection process performance and economic costs for facultative stabilization ponds effluent pos treated in constructed wetland and another effluents with similar characteristic. The experimental work consisted of batch disinfection tests using UV reactor, evaluating variables that may affect performance and process costs in order to adjust CT (disinfectant concentration and contact time) according to microbiological environmental standard of 1000/100 mL, set for class 2 water bodies established by 357/2005 CONAMA Resolution. Economic evaluation defined unit costs of deployment and operation and maintenance of the UV disinfection process for 20 years, considering point estimates and annual reports, in order to check total cost to present value. The final effluent from treatment units evaluated had values of turbidity, 254 nm absorbance and total iron above usual recommended for UV disinfection, however, not compromising disinfection process. On the other hand, SS concentration was low and particle size was of small diameter. Various combinations of dose x water height tested suggest, to attend microbiological standards, doses 8 wh/m³ and 6 cm water height. The remaining concentration of microbiological indicators showed descending order of inactivation from Clostridium perfringens to total coliforms and Escherichia coli. Photoreactivation and light absence regrowth of total coliforms and Esherichia coli was more noticeable in darkness. Building costs of UV disinfection units designed were significantly lower than those of industrial models compared. Operation and maintenance costs for UV radiation disinfection were also low and equivalent with other disinfectants. Average total costs obtained vary from R$ 14.3 to R$ 20.5/capita, to ensure UV radiation disinfection life time of 20 years.

O modelo econômico extrair, transformar, descartar da atualidade está atingindo seus limites físicos. Confrontando-se com questões de disponibilidade de recursos A economia circular é uma alternativa atraente que busca redefinir a noção de crescimento, com foco em benefícios para toda a sociedade. Dentro dessa nova visão, conceitos de tratamentos descentralizados e sustentáveis de saneamento que concentram-se no tratamento e na reciclagem dos recursos presentes nas águas residuais domésticas são considerados. Assim, a partir de uma água residuária é possível obter três recursos principais: a bioenergia, nutrientes e água. Esta pesquisa teve por objetivo principal avaliar a produção de um efluente propício ao reúso não potável, a partir de água negra. A água negra foi tratada anaerobiamente (reator UASB) para remoção de matéria orgânica, seguindo para um fotobiorreator para remoção de nutrientes, com consequente separação da biomassa algal por flotação por ar dissolvido. Neste ponto foi avaliada a absorção de nutrientes pelas microalgas e o crescimento de sua biomassa. Após a flotação, o efluente foi desinfetado, avaliada assim, a inativação de coliformes totais e Escherichia coli, bem como de Giardia spp. e Cryptosporidium spp. no sistema de tratamento. O reator UASB manteve níveis elevados de remoção de matéria orgânica (DQO), com remoções de 70%. Apresentando uma média de remoção de Escherichia coli e coliformes fecais entre 1 e 3 log. Para protozoários essa remoção foi entre 0,5 e 1,5 log. O fotobiorreator, obteve satisfatório crescimento da biomassa, sem controle de temperaturas ou suplementação de CO2, apresentou também remoção/inativação de Escherichia coli e coliformes totais, com valores entre 0,50 a quase 3,0 log, apresentando de modo geral maior remoção/inativação para Escherichia coli. Foi observado remoção de protozoários e coliformes pela flotação por ar dissolvido, acarretando uma maior concentração destes na biomassa removida. O melhor desinfetante individual foi o cloro, em razão da inativação. No entanto, o ozônio foi o que melhor obteve remoção (oxidação) de matéria orgânica. Em relação aos desinfetantes aplicados de modo sequencial ou simultâneos, foi observado que a melhor inativação foi promovida pelo ensaio sequencial com ozônio e cloro, com inativação de até 3,10 e 3,38 log para Escherichia coli e coliformes totais, respectivamente. Com efeito sinérgico em relação a aplicação individual destes desinfetantes. Recomenda-se o uso do sistema para o tratamento descentralizado, principalmente em pequenas comunidades e em áreas rurais. / The current economic \"extract, transform, discard\" model is reaching its physical limits. Confronting with issues of resource availability Circular economics is an attractive alternative that seeks to redefine the notion of growth, with a focus on benefits for the whole society. Within this new vision, concepts of decentralized and sustainable sanitation treatments that focus on the treatment and recycling of resources present in domestic wastewater are considered. Thus, from a wastewater it is possible to obtain three main resources: bioenergy, nutrients and water. The main objective of this research was to evaluate the production of an effluent conducive to non-potable reuse from black water. The black water was treated anaerobically (UASB reactor) to remove organic matter, followed by a photobioreactor to remove nutrients, with consequent separation of the algal biomass by dissolved air flotation. At this point, the nutrient uptake by microalgae and the growth of their biomass were evaluated. After flotation, the effluent was disinfected, thus evaluating the inactivation of total coliforms and Escherichia coli, as well as Giardia spp. and Cryptosporidium spp. in the treatment system. The UASB reactor maintained high levels of organic matter removal (COD), with removals of 70%. Presents an average removal of Escherichia coli and faecal coliforms between 1 and 3 log. For protozoa this removal was between 0.5 and 1.5 log. The photobioreactor, obtained satisfactory biomass growth, without temperature control or CO2 supplementation, also showed removal/inactivation of Escherichia coli and total coliforms, with values ranging from 0.50 to almost 3.0 log, generally presenting greater removal inactivation for Escherichia coli. Removal of protozoa and coliforms by flotation by dissolved air was observed, leading to a higher concentration of these in the biomass removed. The best individual disinfectant was chlorine, due to inactivation. However, ozone was the one that best obtained removal (oxidation) of organic matter. Regarding disinfectants applied sequentially or simultaneously, it was observed that the best inactivation was promoted by the sequential test with ozone and chlorine, with inactivation of up to 3.10 and 3.38 log for Escherichia coli and total coliforms, respectively. With synergistic effect in relation to the individual application of these disinfectants. It is recommended to use the system for decentralized treatment, especially in small communities and in rural areas.

Orientador: Bruno Coraucci Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-25T02:14:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marques_Adriana_M.pdf: 1587467 bytes, checksum: 87b1eed8c16c15a48054969fddf06d83 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Pesquisas de métodos de desinfecção alternativos à cloração vêm sendo desenvolvidas e dentre elas destacam-se a radiação ultravioleta e os processos oxidativos envolvendo geração do radical hidroxila ·OH, por meio da fotólise com uso do peróxido de hidrogênio, as quais foram investigadas neste trabalho. Utilizou-se um fotoreator linear com uma lâmpada germicida e o efluente foi bombeado com fluxo contínuo por meio de passagem única e coletado na saída para as análises físicas químicas e bacteriológicas. Os micro-organismos indicadores foram coliformes totais e fecais provenientes dos efluentes da lagoa anaeróbia. Os parâmetros monitorados nos ensaios fotoliticos e nos ensaios de mistura completa do peróxido de hidrogênio foram cor, turbidez, alcalinidade, sólidos em suspensão, pH e DQO. Os parâmetros de controle de desinfecção UV e UV/H2O2 foram a dose de radiação UV, carga bacteriana pré e pós - desinfecção, tempo de contato e volume e concentração do peróxido de hidrogênio. Os resultados demonstraram que os processos apresentaram eficiência de desinfecção bastantes significativos. No processo utilizando H2O2 com dose de 10 mg/L e tempo de contato de 45 minutos, atingui-se remoções significantes mas não totais de E.coli e coliformes fecais; enquanto que no processo fotolítico com dose de cerca de 25 mW.s/cm2 combinado com o H2O2 a remoção alcançou 99,99% para o referido parâmetro. O processo UV/H2O2 demonstrou ser o mais eficiente em comparação a UV e H2O2 permite a diminuição do volume utilizado de peróxido e do tempo de contato para uma dose de UV relativamente baixa variando de 20 a 35 mW.s/cm2 obtendo uma remoção superior a 4 ordens de magnitude / Abstract: Some alternative disinfection methods to chlorination have been developing recently, and among these, the UV irradiation and oxidation processes involving generation of OH. The use of hydrogen peroxide (H2O2), had deserved special attention, and were investigated in this work. For this purpose, it was utilized inline UV-reator with a germicide lamp. The effluent was mixed with hydrogen peroxide and was conducted through the channel of the reactor by a continue flow. The faecal micro-organisms E.coli and total coliformes were utilized as a pollution indicator combed through the entrance by a continue flow the process to be analysed. The parameters monitored in these process were colour, turbidity, alkalinity, COD and faecal coliformes. The control parameters of UV and H2O2. The results shown that both disinfection processes were efficient for anaerobic lagoon treatment. In the H2O2 process with 10 mg/L and 45 minutes. It was necessary to remove of 3 orders of magnitude faecal and total coliformes. The results shown also that the combined processes are more efficient in the microorganisms inactivation, and whereas for the low doses as 20-35 mWs/cm2 are able to remove 4 magnitude orders remove 4 orders of magnitude / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

M.Sc. / Natural Organic Matter (NOM) is a complex of organic material present in a natural surface water. Odour, taste and acidity are some of the problems associated with NOM in water systems. Futhermore, it causes the yellow or brown colour of water, whic is aesthetically unpleasant to consumers. NOM is also the energy source of bacterial re-growth and aids in the transportation of metal ions in the distribution system.Moreover, NOM in water can react with disinfectants, e.g. chlorine, to form disinfection by products (DBPs) such as trihalomethanes (THMs) and habacetic acids (HAAs). DBPs have recently been found to have adverse effects in humans. This study was undertaken in order to assess the effectiveness of some of the water treatment techniques employed by selected water supplying companies in dealing with NOM. To achive this, the water treatment processes used by these companies to reduce NOM and metal ions were coagulation, sand filtration, the use of granular activated carbon, ozonation and chlorination. In addition, β-cyclodextrin (β-CD) polyurethanes synthesized in our laboratories were used to remove the DBPs present in the water samples.

Kyoto University (京都大学) / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第16388号 / 工博第3469号 / 新制||工||1524(附属図書館) / 29019 / 京都大学大学院工学研究科都市環境工学専攻 / (主査)教授 田中 宏明, 教授 清水 芳久, 教授 藤井 滋穂 / 学位規則第4条第1項該当

La qualité de l’air que nous respirons à l’intérieur des espaces clos est devenue une préoccupation environnementale majeure. Il est aujourd’hui avéré que la présence de microorganismes dans l’air intérieur peut avoir des conséquences néfastes sur la santé humaine. Les systèmes de ventilation, lorsqu’ils sont mal entretenus, peuvent être eux-mêmes la source de bioaérosols suite à la contamination de leurs filtres. Afin de pallier ce problème, des filtres photocatalytiques ont été développés et testés dans des centrales de traitement d’air (CTA). Ce projet de thèse s’intéresse donc au devenir des microorganismes aérosolisés dans des filtres photocatalytiques. La première étape a consisté à étudier les mécanismes de dégradation par photochimie et photocatalyse d’une bactérie modèle, Escherichia coli (E. coli), en suspension dans l’eau sous irradiation UV-A ou UV-C. Ces deux traitements sont plus efficaces sous UV-C et engendrent des dommages oxydatifs au niveau de la membrane externe et des acides nucléiques bactériens. Le dosage de sous-produits chimiques permet de conclure que la photocatalyse UV-C est plus efficace pour dégrader irréversiblement les bactéries. La seconde étape a été consacrée à l’étude de l’inactivation de spores d’Aspergillus niger et de bactéries E. coli dans les filtres Ahlstrom. Nos résultats confirment l’intérêt d’utiliser des filtres photocatalytiques dans les CTA en comparaison avec les filtres non photocatalytiques. L’utilisation de filtres à haute efficacité, afin d’optimiser le temps de contact entre les microorganismes et le dépôt de dioxyde de titane, permet d’augmenter l’efficacité de dégradation du procédé photocatalytique / Indoor Air Quality (IAQ) has become of particular concern from an environmental and health and safety point of view. It is now proven that the presence of microorganisms in indoor air can have hazardous consequences on human health. HVAC systems, when poorly maintained, can themselves become source of bioaerosols when their filters are contaminated. To tackle this issue, photocatalytic filters have been developed and tested within HVAC systems. The aim of this PhD thesis is to look at the behaviour of microorganisms aerosolized through photocatalytic filters. The first step consisted of analysing the photochemistry and photocatalysis degradation mechanisms of a model bacterium, Escherichia coli (E. coli), in suspension in water under UV-A or UV-C radiation. These two treatments were proven to be more efficient under UV-C radiation and led to oxidative damages to outer membrane and nucleic acids. The measurement of chemical by-products allowed us to conclude that UV-C photocatalysis is more effective in damaging bacteria in an irreversible manner. The second step focused on the analysis of the inactivation of Aspergillus niger spores and E. coli bacteria within Ahlstrom filters. Our results confirm the benefits of using photocatalytic filters in HVAC systems instead of non-photocatalytic filters. The use of high efficiency filters to optimise the contact between the microorganisms and the titanium dioxide deposit, allows an increase in the damaging efficiency of the photocatalytic process

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