A Polisulfona (PSU) é um polímero largamente utilizado em diversas áreas industriais por possuir grande estabilidade química e térmica. Estas propriedades o fazem um polímero de difícil degradação, trazendo prejuízos ao meio ambiente quando descartado incorretamente após seu uso. A etapa inicial no processo de biodegradação de polímeros se dá através da modificação de suas propriedades superficiais inertes, aumentando sua energia livre de superfície e, em consequência, sua capacidade de interagir com o meio externo. Neste trabalho a superfície de filmes de PSU foi modificada por tratamentos fotoquímicos UV em presença de uma atmosfera oxidante (O2) e de vapores reativos de ácido acrílico (AA) possibilitando obter superfícies poliméricas que podem ser reconhecidas como substrato para o desenvolvimento de micro-organismos. As amostras modificadas foram caracterizadas pelas técnicas de WCA, FTIR–ATR, GPC, TGA, DSC e XRD, detectando a inserção de grupamentos oxigenados e resultando em superfícies com características hidrofílicas. Utilizou-se do fungo filamentoso Metarhizium anisopliae e do ensaio em solo simulado, contendo um consórcio de micro-organismos, para estudar a biodegradação do PSU. Foi observado por SEM, OM, perfilometria óptica e gravimetria que, quanto maior a hidrofilicidade dos filmes, maior é a adesão microbiana e maior o desenvolvimento fúngico sobre os mesmos. É necessário destacar que praticamente não foi observada atividade de biodegradação em filmes de PSU sem tratamento. Os resultados obtidos confirmaram que a metodologia para modificação superficial utilizada no presente trabalho pode ser utilizada para aumentar ou melhorar a degradação da PSU, impactando positivamente no manejo de resíduos poliméricos. / Polysulfone (PSU) is widely used in the industry mainly due to its chemical and thermal stability. These properties make PSU a polymer of almost no biodegradability, increasing its accumulation in the environment when it is incorrectly disposed. The first step in the biodegradation process of polymers is the change in their usually inert surface properties, increasing the surface free energy and the interaction with the environment. In the present work, the surface properties of PSU films were modified by UV-assisted treatments in the presence of an oxidant atmosphere (O2) or acrylic acid (AA) vapors. The treatments led to changes in the surface properties of the films that were recognized by the microorganisms positively for their development. The modified samples were characterized by WCA, FTIR–ATR, GPC, TGA, DSC e XRD. After treatments, the films were converted to hydrophilic and oxygenated functional groups were detected on the surface. Entomopathogenic fungi Metarhizium anisopliae and simulated soil assay were used to study the PSU biodegradation before and after the UV treatments. SEM, OM, optical profilometry and gravimetric measurements allowed the observation of higher microorganism adhesion and higher fungi development when the irradiation time increased. It is necessary to point out that almost no biodegradation of the PSU was detected in untreated films. The obtained results confirmed that the used methodology for surface modification could be employed to improve the biodegradation rate of PSU films on waste management of polymers residues.

A utilização do petróleo e seus derivados, pode ocasionar acidentes envolvendo vazamentos que podem atingir ambientes aquáticos e terrestres. No Brasil, atualmente é utilizada a mistura B5, que corresponde a 95% de óleo diesel com 5% de biodiesel, apresentando desta forma uma composição diversa de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos e, ainda, ésteres de ácidos graxos de cadeia longa. O objetivo do estudo neste trabalho foi isolar microrganismos com competência para degradar diesel e biodiesel de um solo contaminado com hidrocarbonetos. Em uma primeira etapa foram isoladas oito espécies bacterianas e oito fungos filamentosos e, a seguir, realizou-se curvas de crescimento onde foram avaliado aumento de biomassa, produção de enzimas especificas, detecção de compostos biossurfactantes e a degradação de ésteres. Os isolados bacterianos selecionados foram identificados como pertencentes aos gêneros Bacillus sp., Pseudomonas sp. e Sphingomonas, que apresentaram crescimento e produção de biossurfactantes monitorado pelo índice de emulsificação e pela redução na medida da tensão superficial após 14 dias. Em relação aos isolados fúngicos F e H houve produção de biomassa significativa ao final de 30 dias, produziram lípases e estereases, porém não produziram compostos biossurfactantes. Na avaliação cromatográfica de ésteres totais, Bacillus sp. e a Pseudomonas sp. apresentaram valores próximos a 100% de degradação de alguns ésteres presentes no biodiesel e para o isolado fúngico H, os valores ficaram próximos a 30%. / The use of oil and its derivatives, can lead to accidents involving leaks that may affect aquatic and terrestrial environments. In Brazil, currently is used B5 blend, which is 95% diesel oil with 5% biodiesel, thus presenting a diverse composition of aliphatic and aromatic hydrocarbons and also esters of long chain fatty acids. The aim of this study was to isolate microorganisms from soil contaminated with hydrocarbons power to degrade diesel and biodiesel. In a first step we isolated eight bacterial species and eight filamentous fungi, and then held growth curves which assessed increase in biomass production of specific enzymes, detection of biosurfactant compounds and the degradation of esters. The bacterial isolates selected were identified as belonging to the genus Bacillus sp., Pseudomonas sp. Sphingomonas and showed growth and production of biosurfactants monitored by emulsification index and reduction in the extent of surface tension after 14 days. Regarding fungal isolates F and H, there was significant production of biomass at 30 days, they produced lipases and estereases, but did not produce biosurfactant compounds. On the chromatographic evaluation of total esters, Bacillus sp. and Pseudomonas sp. showed values close to 100% degradation of some esters present in biodiesel, and the fungal isolate H, values were approximately 30%.

A gasolina comercial é formada por uma mistura de diversos hidrocarbonetos sendo que a fração aromática, conhecida como os BTX, e apresenta risco potencial a saúde humana. A gasolina comercial brasileira contém 24% de etanol, este aditivo pode interferir na degradação destes compostos que são mais recalcitrantes e tóxicos. Devido a característica hidrofóbica da gasolina os biossurfactantes, podem aumentar a disponibilidade destes poluentes, possibilitando maior taxa de biodegradação. O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar uma população microbiana, isolada de locais contaminados por hidrocarbonetos, avaliando a produção de biossurfactantes e a degradação do etanol e fração BTX, presentes na gasolina comercial e gasolina pura. Foi realizado o isolamento e seleção preliminar dos microrganismos produtores de biossurfactantes (medidas de tensão superficial, IE 24% e teste colorimétrico) e avaliação do crescimento em gasolina e derivados (meio mineral e gasolina comercial, gasolina pura e fração BTX (P.A). A análise da degradação foi realizada por cromatografia gasosa. A produção de biossurfactantes foi verificada em diferentes meios de cultura e foi extraído e quantificado o ramnolipídeo produzido. Foram isolados 131 microrganismos, dois se destacaram dos demais. A cepa P. aeruginosa UFRGS38, produziu 5,9 g/L de ramnolipídeos, reduziu a medida de tensão superficial de 42,8 para 33,2 mN/m, obteve I.E 24% de 53 % e atingiu a CMC em 1,1 mg/L. O isolado B. vietnamiensis UFRGS62, degradou: 52% do etanol, 50% do benzeno, 48% do tolueno, 36% do m-xileno, 30% do p-xileno e 48% do o-xileno, em meio contendo, meio mineral, gasolina comercial e 0,2% de glicose. / The commercial gasoline is constituted by a mixture of many hydrocarbons, the aromatic fraction, known as BTX, presents risk to human health. The Brazilian commercial gasoline contains 24% of ethanol, this additive may interfere in the degradation of these compounds, that are recalcitrant and toxic. Due to gasoline hydrophobic characteristic, the biosurfactant can improve the biovailability of these pollutants, enhanced their biodegradation. The object of this research was to isolate and characterize the microbial population from hydrocarbon contaminated sites, making an assessment about the biosurfactant production and the degradation of ethanol and BTX fraction, components of commercial gasoline and regular gasoline. A screening was made to select biosurfactant producers (surface tension, IE 24% and colorimetric assay) and an assessment of the growing capacity in gasoline and derivates (mineral salts medium with commercial gasoline, regular gasoline and BTX (P.A). The degradation was determined by gas chromatography. Different culture mediums were screened for biosurfactant production. The rhamnolipid produced was extracted and quantified. From the 131 microorganisms obtained, two were chosen to the next experiments. P. aeruginosa UFRGS38 strain, showed yield of 5,9 g/L of rhamnolipid production, reduced the surface tension from 42,8 to 33,2 mN/m, the emulsifying capacity was 53 % and the CMC was 1,1 mg/L. B. vietnamiensis UFRGS62 strain degraded: 52% of the ethanol, 50% of the benzene, 48% of the toluene, 36% of the m-xylene, 30% of the p-xylene e 48% of the o-xylene, in mineral salts medium, containing commercial gasoline and 0,2% of glucose.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Ecologia, 2012. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2012-11-16T11:00:56Z No. of bitstreams: 1 2012_FernandaAraujoBezerra.pdf: 2294314 bytes, checksum: 1299d9a5d6c000a8c81b96e67b29a9d7 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2012-11-20T11:26:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_FernandaAraujoBezerra.pdf: 2294314 bytes, checksum: 1299d9a5d6c000a8c81b96e67b29a9d7 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-11-20T11:26:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_FernandaAraujoBezerra.pdf: 2294314 bytes, checksum: 1299d9a5d6c000a8c81b96e67b29a9d7 (MD5) / Nos córregos de cabeceira, devido à baixa produtividade primária, os detritos foliares alóctones são a principal fonte de energia. Através do processo de decomposição dessa matéria orgânica ocorre a transferência de energia e nutrientes da vegetação ripária para teias tróficas aquáticas. Este processo é influenciado por fatores bióticos e abióticos, que por sua vez são afetados por variações temporais associadas ao clima. Sendo assim foram formuladas as seguintes hipóteses: 1-o maior aporte de matéria orgânica ocorrerá no final do período de seca; 2- as maiores perdas de massa ocorrerão durante os meses do período chuvoso. Este estudo teve como objetivo avaliar o efeito da variação temporal no aporte de matéria orgânica e no processamento dos detritos foliares provenientes desse aporte em córregos de cabeceira do Cerrado. O experimento ocorreu entre setembro de 2010 e agosto de 2011 nos córregos Cabeça-de-Veado (CV), Roncador (Ro) e Capetinga (Ca) localizados na APA Gama – Cabeça-de -Veado (DF). O aporte de matéria orgânica sobre cada um dos córregos foi avaliado mensalmente, sendo coletado por meio de baldes suspensos sobre os córregos. Os detritos foliares de espécies aleatórias que tiveram maior contribuição para o aporte foram incubados a cada mês, permanecendo nos córregos durante 30 dias. Em todos os córregos os maiores aportes de matéria orgânica ocorreram entre setembro e novembro, corroborando a hipótese número 1. ocorreu durante o mês de outubro. Não foram observadas diferenças significativas mensais dos coeficientes de decomposição, o que não corroborou a hipótese. A biomassa microbiana apresentou grandes oscilações mensais, com menores valores encontrado em outubro, início do período chuvoso, nas três áreas. A estrutura trófica da comunidade apresentou diferenças entre córregos, com predomínio de Coletores-filtradores nos córregos CV e Ro e de Coletores-catadores no Ca, o que indica que a matéria orgânica particulada fina foi um recurso abundante nos litter-bags. Os fragmentadores apresentaram baixas densidades durante todo o experimento em todos os córregos, correspondendo a 5% 10% e 2% das comunidades do CV, Ro e Ca, respectivamente, mostrando a baixa contribuição deste grupo na decomposição dos detritos. As menores densidades totais de invertebrados ocorreram na durante meses de seca nos três córregos. A precipitação foi a principal variável ambiental relacionada a perda de massa, afetando negativamente a perda de massa dos detritos. Embora as variações climáticas possam exercer influência no processo de decomposição afetando as características do ambiente, outros fatores como as características de cada zona ripária parecem exercer uma maior influencia no processo de decomposição. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / In headwater streams, due to low primary productivity, the allochthonous leaf detritus are the main source of energy. The transfer of energy and nutrients from riparian vegetation to aquatic trophic webs happens through the process of decomposition of this organic matter. This process is influenced by biotic and abiotic factors, which are affected by temporal variations associated with climate. Therefore the following hypotheses were formulated: 1-the largest input of organic matter will occur at the end of the dry season; 2-the largest mass losses will occur during the months of the rainy season. This study aimed to evaluate the effect of temporal variation in the input of organic matter and processing of leaf litter in headwater streams from Cerrado. The experiment took place between September 2010 and August 2011 in the streams Cabeça-de-Veado (CV), Roncador (Ro) e Capetinga (Ca) located in APA Gama Cabeça-de-Veado (DF). The input of organic matter on each of the streams was evaluated monthly, being collected through buckets suspended above the streams. The leaf litter of random species that had greater contribution to the intake were incubated each month, remaining in the streams for 30 days. In all streams, the largest inputs of organic matter occurred between September and November, supporting the hypothesis number 1. However, no significant differences were observed in monthly decomposition rates, which did not corroborate the hypothesis. Microbial biomass showed large monthly fluctuations, with lower values found in October, beginning of the rainy season in the three areas. The trophic structure of the community presented differences between the streams, predominantly Filtering-collector in the streams CV and Ro, and Gathering-collectors in Ca, indicating that thin particulate organic matter was an abundant resource in litter-bags. The shredders showed low densities throughout the experiment in all streams, accounting for 5%, 10%, 2% of the communities from CV, Ro and Ca, respectively, showing the low contribution of this group in the decomposition of waste. The lowest total densities of invertebrates occurred during the dry months in the three streams. Precipitation was the main environmental variable related to weight loss, affecting negatively the mass loss of debris. Although climatic variations may influence the decomposition process affecting the characteristics of the environment, other factors such as the characteristics of each riparian zone seems to have more influence on the decomposition process.

Dissertação (Mestrado em Ciencias da Saúde)—Universidade de Brasília, Programa de Pós-graduação em Ciências da Saúde. / Texto parcialmente liberado pelo autor. Conteúdo disponível: Resumo. / Submitted by Jaqueline Ferreira de Souza (jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-02-26T14:35:15Z No. of bitstreams: 1 2009_AmabelFernandesCorreia.pdf: 20362 bytes, checksum: 0385bb291e80298c8e516de7671240e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2013-02-26T14:35:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_AmabelFernandesCorreia.pdf: 20362 bytes, checksum: 0385bb291e80298c8e516de7671240e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-02-26T14:35:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_AmabelFernandesCorreia.pdf: 20362 bytes, checksum: 0385bb291e80298c8e516de7671240e0 (MD5) / Corrosão é o processo espontâneo de deterioração, que ocorre em superfícies de materiais metálicos e não metálicos, por meio de reações químicas ou eletroquímicas, influenciada por vários fatores físicos, químicos e biológicos. Dentre os fatores biológicos, destacam-se os produtos do metabolismo microbiano e a formação de biofilme, capazes de modificar a interface substrato/solução, facilitando, iniciando, acelerando ou inibindo as reações de corrosão, sem alterar sua natureza eletroquímica. O processo corrosivo sob influência de microorganismos, denominado de biocorrosão, corrosão microbiológica ou corrosão influenciada microbiologicamente, representa grande problema mundial e acarreta elevadas perdas econômicas, além de danos ambientais. Na busca de alternativas para o controle e prevenção da corrosão influenciada microbiologicamente, este trabalho teve como principal objetivo detectar e caracterizar microorganismos, presentes nas estruturas metálicas corroídas e na água das tubulações da Usina Hidroelétrica Coaracy Nunes, localizada no estado do Amapá, bem como, testar 30 extratos brutos, obtidos de plantas medicinais coletadas na região amazônica do Amapá, quanto à ação antimicrobiana frente aos microorganismos isolados dos materiais coletados na usina. Para isto, técnicas microbiológicas, moleculares, de microscopia eletrônica e espectroscopia foram utilizadas. As técnicas microbiológicas de cultivo, de identificação bioquímica e da avaliação da atividade antimicrobiana, permitiram a caracterização de microorganismos das famílias Enterobacteriacea, Pseudomonadaceae, Bacillaceae, Corynebacteriaceae, Enterococcaceae, Dematiaceae e Moniliaceae e a demonstração da atividade antimicrobiana de 5 extratos frente a Pseudomonas aeruginosa e bactérias do gênero Bacillus. Na amplificação gênica pela reação em cadeia de polimerase (Polymerase Chain Reaction - PCR), foi detectado fragmento de 1300 pares de base correspondendo ao gene 16S rRNA, evidenciando a presença de microorganismos do domínio Arquea, e na análise por microscopia eletrônica de varredura e espectroscopia de energia dispersiva por raios – X, foi detectado a formação de biofilme e o potencial corrosivo das comunidades microbianas presentes no material coletado na usina. A importância destes achados, não só representam tentativas de controle da corrosão influenciada microbiologicamente in locu, como também promove o desenvolvimento sócio-econômico das populações circunvizinhas à usina, com relação a produção e comercialização de plantas medicinais como potenciais anticorrosivos/antimicrobianos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Corrosion is a spontaneous deterioration process that occurs over metallic and non-metallic material surfaces by chemical or electrochemical reactions, influenced by several physical, chemical and biological variables. Among the biological factors the products of microbial metabolism and biofilm formation are included which could modify the interface between substrate and solution, facilitating, initiating, accelerating or inhibiting the corrosion reactions, without changing its electrochemical nature. The corrosive process under the influence of microorganisms, called biocorrosion, microbiological corrosion or microbiologically influenced corrosion, represents an enormous global problem and causes huge economic losses and environmental damage. In search of alternative solutions for controlling and preventing the microbiologically influenced corrosion, this work aimed at detecting and characterizing microorganisms in corroded metal structures and water pipelines in the Coaracy Nunes Hydroelectric power plant, located in the state of Amapá, and, assaying 30 ethanolic crude extracts obtained from medicinal plants harvested in the Amazon region of Amapá, against microorganisms isolated from corroded materials collected at the power plant. In order to accomplish these objectives, microbiological and molecular biology techniques, as also electron microscopy and spectroscopy analysis have been employed. Techniques of microbiological cultivation, biochemical identification and evaluation of antimicrobial activity, allowed the characterization of microorganisms belonging to the Enterobacteriaceae, Pseudomonadaceae, Bacillaceae, Corynebacteriaceae, Enterococaceae, Dematiaceae and Moniliaceae families, besides the detection of antimicrobial activity exerted by 5 plant ethanolic crude extracts against Pseudomonas aeruginosa and the Bacillus genus. By genomic amplification utilizing the polymerase chain reaction, it was found a fragment of 1300 base pairs corresponding to the 16S rRNA gene, evidencing the presence of Archea domain microorganisms. Analysis by the scanning electron microscopy and the X ray energy dispersion techniques detected biofilm formation and the corrosive potential of microbial communities present in the material collected at the power plant. The importance of these findings not only represents attempts to control microbiologically influenced corrosion in locu, but also promote the socioeconomic development of the power plant surrounding populations regarding the production and marketing of medicinal plants as potential anticorrosive/antimicrobials.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, 2010. / Submitted by Gabriela Ribeiro (gaby_ribeiro87@hotmail.com) on 2011-09-12T17:49:53Z No. of bitstreams: 1 2011_DanielaSchlemmer.pdf: 29917283 bytes, checksum: 88dd802a835e6962ddb7b1420846a1c2 (MD5) / Approved for entry into archive by Repositorio Gerência(repositorio@bce.unb.br) on 2011-10-04T13:41:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_DanielaSchlemmer.pdf: 29917283 bytes, checksum: 88dd802a835e6962ddb7b1420846a1c2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-10-04T13:41:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_DanielaSchlemmer.pdf: 29917283 bytes, checksum: 88dd802a835e6962ddb7b1420846a1c2 (MD5) / A preocupação com o desenvolvimento sustentável tem levado muitos pesquisadores a buscar alternativas para plásticos de vida útil curta. O amido é um dos candidatos mais promissores para o desenvolvimento de novos materiais, por ser renovável, barato e biodegradável. Porém, os filmes de amido são sensíveis à umidade e possuem baixa resistência mecânica. O amido acetilado apresenta maior estabilidade e menor absorção de umidade do que o amido nativo, e pode ser transformado em um termoplástico através da desestruturação e plastificação. Os óleos de buriti (OB), macaúba (OM) e pequi (OP), oriundos do Cerrado brasileiro, foram utilizados como plastificantes nessa pesquisa. As propriedades mecânicas dos filmes de amido podem ser melhoradas através da incorporação de nanocargas, como a montmorilonita (MMT), formando nanocompósitos. A MMT possui elevada área superficial e há possibilidade de intercalação e/ou delaminação das suas camadas pela matriz polimérica. A MMT também pode ser tratada com modificadores orgânicos para melhorar a interação com o polímero. A MMT e a MMT organofilizada (MMT-O) com um sal quaternário de amônio, foram caracterizadas por diversas técnicas para comprovar a eficiência da modificação. Testes de inchamento mostraram que a MMT possui melhor interação com a água, e a MMT-O possui inchamento superior em solventes orgânicos. Foi encontrado teor de umidade médio de 15% para a MMT e 4% para a MMT-O. A FRX indicou a presença de bromo na MMT-O. A MMT-O apresentou, por DRX, um aumento na distância interlamelar, quando comparada com a MMT, confirmando a organofilização. Os amidos termoplásticos (TPS) foram produzidos com amido acetilado e OB, OM e OP, e as caracterizações realizadas indicaram que o TPSOP apresentou menor Ta, menor absorção de água e maior estabilidade térmica, ou seja, o OP se comportou como um plastificante mais eficiente para o TPS, promovendo melhor interação com o amido acetilado. Foram preparados nanocompósitos a partir do TPSOP, com 1, 3, 5 e 10% de MMT ou MMT-O. Os difratogramas de DRX indicaram que a adição de menores quantidades da argila (até 5%) ao TPSOP levou à formação de nanocompósitos delaminados, e maiores quantidades de argila favoreceram a intercalação. Os espectros de UV-Vis mostraram que os materiais com 1 e 3% de MMT-O são transparentes, apresentando maior quantidade de radiação transmitida do que o TPSOP. Os nanocompósitos absorveram menos água do que o TPSOP puro, sendo que os materiais com MMT-O absorveram uma quantidade um pouco menor de água do que os com MMT. O TPSOP com 1% de MMT-O apresentou um aumento de aproximadamente 15 ºC em sua estabilidade térmica, por TG/DTG, em relação ao TPSOP puro. O estudo cinético da decomposição térmica mostrou que houve aumento do valor da Ea, em relação ao TPSOP puro, independentemente do teor de argila. De acordo com os dados de TMA, a adição de menores teores de argila aumentou a resistência termomecânica do TPSOP. De modo geral, os resultados das técnicas de caracterização sugeriram que a argila MMT-O possui melhor interação com o amido acetilado, e que o TPSOP1MO apresentou os melhores resultados para as propriedades térmicas, mecânicas e de barreira. _________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Sustainable development concerns have led many researchers to study alternatives to plastics with short life time. Starch has been considered one of the most promising candidates as a new material because it is renewable, inexpensive and biodegradable. However, starch films present high moisture sensitivity and poor mechanical properties. Acetylated starch is more stable and less sensitive to water absorption than the native one. It and can be transformed into a thermoplastic after disruption and plasticization of native starch. In this study, buriti (OB), macauba (OM) and pequi (OP) oils obtained from the Brazilian Cerrado were applied as plasticizers in this study. The mechanical properties of the films were improved through the incorporation of nanoclays, such as montmorillonite (MMT), to generate nanocomposites. MMT clay has a high surface area and it is possible to observe that polymer intercalation and/or exfoliation occurred into the silicate galleries. The MMT was also modified with log-chain organic cations to improve the interaction with the polymer. MMT and organophilic MMT (MMT-O) were characterized by several techniques to prove the efficiency of modification. Swelling tests showed that MMT had better interaction with water, and MMT-O had greater swelling in organic solvents. The average moisture content was 15% to MMT and 4% to MMT-O. XRF indicated the presence of bromine in MMT-O. By XRD, the MMT-O showed an increase in the interlayer distance compared with MMT, confirming the MMT organophilization. Thermoplastic starches (TPS) were produced with acetylated starch and OB, OM or OP. Characterization techniques applied for TPSOP indicated that Ta value decreases, water absorption decreases and thermal stability increases, i.e., OP is a more efficient plasticizer for TPS, providing a better interaction with acetylated starch. Nanocomposites were prepared from TPSOP with 1, 3, 5 and 10 wt% of MMT or MMT-O. XRD diffractograms indicated that the addition of smaller amounts of clay ( 5 wt%) to TPSOP led to the formation of delaminated nanocomposite, but larger amounts of clay facilitated the formation of intercalated ones. UV-Vis analysis showed that the materials at 1 and 3% of MMT-O are transparent, with a higher amount of radiation transmitted than TPSOP. Nanocomposites absorbed less water than pure TPSOP, and TPS/MMT-O nanocomposites absorbed a smaller amount of water than TPS/MMT. TPSOP with 1% of MMT-O showed an increase of approximately 15 ºC in thermal stability by TG/DTG, compared to pure TPSOP. A kinetic study of the thermal decomposition showed an increase in the Ea value, when compared to pure TPSOP, regardless of clay content. According to the TMA data, the addition of small amounts of clay increased the thermomechanical strength of TPSOP. The results obtained suggested that the MMT-O clay has better interaction with acetylated starch, and the addition of 1 wt% of MMMT-O enhanced the thermal, mechanical and barrier properties of this material.

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T03:23:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Almeida_GustavoSpinaGaudenciode_D.pdf: 6860623 bytes, checksum: 3248bd8abd1d7065b4207a111916b9b1 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: O crescente aumento da deposição de lixo plástico, sobre a superfície terrestre, tem levado renomados pesquisadores mundiais a desenvolverem novos produtos e métodos para preservar o meio ambiente sem prejuízo da crescente demanda destes materiais. Dentre algumas boas alternativas, como incineração, reciclagem e pirólise, a produção de polímeros ambientalmente degradáveis (EDP?s) a partir de fontes renováveis é uma delas, com destaque para o amido, um dos melhores devido a sua fácil obtenção e baixo custo. Porém possui pobres propriedades mecânicas para sua aplicação pura. Por outro lado, o PEBD, um dos polímeros sintéticos mais usados no mundo, não se degradada por várias décadas na natureza, mas destaca-se pela fácil obtenção e baixo custo. Assim a adição do amido ao PEBD constitui-se em uma alternativa viável de se induzir a biodegradação do último. As amostras de PEBD/Amido foram processadas em extrusora mono rosca, em três proporções diferentes, e usadas para obter corpos de prova para os ensaios de tração e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Após as caracterizações mecânicas, morfológicas e térmicas, decidiu-se observar a degradação ambiental através do enterro das amostras em solo de acordo com as normas ASTM. Os resultados indicaram que o acréscimo de amido à matriz olefínica causou diminuição das propriedades mecânicas dos produtos, quando comparados ao PEBD puro, bem como as amostras de PEBD/Amido natural apresentaram menor resistência mecânica frente às amostras de PEBD/Amido acetilado. Em relação à biodegradação, até 5 meses após o enterro das amostras não houve nenhuma alteração significativa / Abstract: The large amount of plastic waste in the environment has stimulated several important researchers to develop new products and processes that preserve the environment without blocking the growing consumption of these materials. Among several good alternatives as incineration, recycling and pyrolysis, the production of environmentally degradable polymers (EDPs) from renewable sources is one of them. From these, starch is one of the best alternatives due its easy acquisition and low cost. However, it presents very poor mechanical properties to be used like it is. On the other hand, Low Density Polyethylene (LDPE) does not degrade in the environment for several decades, in spite of its low cost and easy acquisition. This way, the addition of starch in the LDPE induces biodegradation in the products. The samples of LDPE/Starch were processed in a single screw extruder in three different proportions; afterwards they were used to prepare the tensile specimens and the scanning electron microscopy (SEM) samples. Beside the mechanical, thermal and morphological tests, were decided to observe the environmental degradation by buring samples in the soil according to the ASTM norms. The results have indicated that the addition of starch in the LDPE was responsible for the decreasing of mechanical properties when compared to the pure LDPE, and samples of LDPE/natural Starch presented lower mechanical resistance when compared to the samples of LDPE/ Acetylated Starch. Regarding to the biodegradation assays, we could see that up to five months after the burial of the samples in the soil, there was no significant alteration in them / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestre em Engenharia Química

O petróleo é um composto orgânico formado basicamente por uma mistura de hidrocarbonetos sendo considerado uma das maiores fontes de energia da atualidade. A crescente demanda por derivados de petróleo tem aumentado a sua exploração. Como consequência, o número de acidentes envolvendo derramamentos de petróleo e seus derivados na natureza tem se elevado, ocasionando sérios problemas ambientais. Desta forma, uma alternativa de mitigar os impactos ambientais resultantes dos vazamentos é por técnicas de biorremediação. Estas técnicas se baseiam na utilização de micro-organismos com potencial de biodegradar compostos, sendo práticas ambientalmente corretas e sustentáveis. Portanto, o objetivo deste trabalho foi selecionar micro-organismos capazes de se desenvolverem em ambientes aquáticos contendo petróleo, bem como caracterizar seu potencial de degradação deste contaminante. Para isso, 19 micro-organismos foram isolados a partir de solo previamente contaminado com petróleo bruto. Para avaliar a capacidade de biodegradação de petróleo ocasionada por cada isolado, estes foram submetidos a um teste prévio com indicador redox TTC, e três bactérias (BPH 1.4, BPH 1.5 e BPH 1.14) e três leveduras (BPH 2.1, BPH 2.2 e BPH 2.3) foram selecionadas para testes futuros. Também foi realizada uma avaliação visual da solubilização dos hidrocarbonetos pelos micro-organismos selecionados em meios com tratamentos de bioaumentação e bioaumentação simultânea a bioestimulação. Visto que os seis micro-organismos se mostraram potenciais degradadores nestas primeiras etapas, os mesmos foram avaliados quanto a produção de biossurfactantes e foi determinada IE24h%>38 e IE24h%>39, na presença e ausência de células microbianas, respectivamente. Os isolados também foram capazes de reduzir a tensão superficial nos meios utilizados. BPH 1.4, BPH 1.5 e BPH 2.2 também produziram biossurfactantes do tipo ramnolipídeos. Adicionalmente, a detecção de metabólitos provenientes da degradação foi mensurada pela determinação do pH dos meios, na qual, principalmente os isolados leveduriformes mostraram capacidade de acidificar os meios. A identificação molecular foi realizada por sequenciamento das regiões conservadas 16S e 26S do rDNA. Por fim, um consórcio microbiano foi selecionado e adicionado em água marinha contendo 2% de petróleo (m/v). Este sistema foi mantido por 40 dias e a biodegradação dos hidrocarbonetos foi quantificada por GC-FID. Os resultados da bioaumentação demonstraram uma redução de 25% nos TPHs após o fim do tratamento. / Oil is an organic compound consisting essentially of a mixture of hydrocarbons and it is considered one of the greatest sources of energy nowadays. The rising demand for petroleum derivative has increased its exploration. Consequently, the number of accidents involving oil spills and oil products has risen in nature, causing serious environmental problems. Thus, an alternative to mitigate the environmental impacts of oil spills is through bioremediation techniques. The bioremediation techniques are based on the use of microorganisms with potential for biodegrade compounds, being environmentally friendly and sustainable techniques. Therefore, the aim of this work was to select microorganisms able of grow in aquatic environments containing oil, as well as characterize potential degradation of these contaminants. For this, 19 microorganisms were isolated from previously contaminated soil with crude oil. In order to evaluate the ability of biodegradation of oil caused by each isolate, they were submitted to a pretest with TTC redox indicator, and three bacteria (BPH 1.4, BPH 1.5 and BPH 1.14) and three yeasts (BPH 2.1, BPH 2.2 and BPH 2.3) were selected for further subsequent tests. Was also performed a visual assessment of the solubilization of hydrocarbons by selected microorganisms in media containing bioaugmentation treatment and biostimulation and bioaugmentation treatments together. Since the six microorganisms showed potential degraders in these early stages, they were evaluated for the production of biosurfactants and was determined IE24h%>38% and IE24h%>39% in the presence and absence of microbial cells, respectively. The isolates were also capable of reducing the surface tension in the media used. BPH 1.4, BPH 1.5 and BPH 2.2 microorganisms were also able to produce biosurfactants of ramnolipids type. Additionally, metabolites detection from possible degradation was assessed by measuring the pH of the medias in which yeast isolates showed mainly acidify the medias. The molecular identification was performed by sequencing of the 16S and 26S conserved regions of ribosomal DNA. Finally, a microbial consortium was selected and added to the seawater containing 2% of oil (m/v). This system was maintained for 40 days and the degradation of the hydrocarbons was measured by GC-FID. The bioaugmentation results demonstrated a reduction of 25% of the TPHs after the end of treatment.

A utilização do petróleo e seus derivados, pode ocasionar acidentes envolvendo vazamentos que podem atingir ambientes aquáticos e terrestres. No Brasil, atualmente é utilizada a mistura B5, que corresponde a 95% de óleo diesel com 5% de biodiesel, apresentando desta forma uma composição diversa de hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos e, ainda, ésteres de ácidos graxos de cadeia longa. O objetivo do estudo neste trabalho foi isolar microrganismos com competência para degradar diesel e biodiesel de um solo contaminado com hidrocarbonetos. Em uma primeira etapa foram isoladas oito espécies bacterianas e oito fungos filamentosos e, a seguir, realizou-se curvas de crescimento onde foram avaliado aumento de biomassa, produção de enzimas especificas, detecção de compostos biossurfactantes e a degradação de ésteres. Os isolados bacterianos selecionados foram identificados como pertencentes aos gêneros Bacillus sp., Pseudomonas sp. e Sphingomonas, que apresentaram crescimento e produção de biossurfactantes monitorado pelo índice de emulsificação e pela redução na medida da tensão superficial após 14 dias. Em relação aos isolados fúngicos F e H houve produção de biomassa significativa ao final de 30 dias, produziram lípases e estereases, porém não produziram compostos biossurfactantes. Na avaliação cromatográfica de ésteres totais, Bacillus sp. e a Pseudomonas sp. apresentaram valores próximos a 100% de degradação de alguns ésteres presentes no biodiesel e para o isolado fúngico H, os valores ficaram próximos a 30%. / The use of oil and its derivatives, can lead to accidents involving leaks that may affect aquatic and terrestrial environments. In Brazil, currently is used B5 blend, which is 95% diesel oil with 5% biodiesel, thus presenting a diverse composition of aliphatic and aromatic hydrocarbons and also esters of long chain fatty acids. The aim of this study was to isolate microorganisms from soil contaminated with hydrocarbons power to degrade diesel and biodiesel. In a first step we isolated eight bacterial species and eight filamentous fungi, and then held growth curves which assessed increase in biomass production of specific enzymes, detection of biosurfactant compounds and the degradation of esters. The bacterial isolates selected were identified as belonging to the genus Bacillus sp., Pseudomonas sp. Sphingomonas and showed growth and production of biosurfactants monitored by emulsification index and reduction in the extent of surface tension after 14 days. Regarding fungal isolates F and H, there was significant production of biomass at 30 days, they produced lipases and estereases, but did not produce biosurfactant compounds. On the chromatographic evaluation of total esters, Bacillus sp. and Pseudomonas sp. showed values close to 100% degradation of some esters present in biodiesel, and the fungal isolate H, values were approximately 30%.

A gasolina comercial é formada por uma mistura de diversos hidrocarbonetos sendo que a fração aromática, conhecida como os BTX, e apresenta risco potencial a saúde humana. A gasolina comercial brasileira contém 24% de etanol, este aditivo pode interferir na degradação destes compostos que são mais recalcitrantes e tóxicos. Devido a característica hidrofóbica da gasolina os biossurfactantes, podem aumentar a disponibilidade destes poluentes, possibilitando maior taxa de biodegradação. O objetivo deste trabalho foi isolar e caracterizar uma população microbiana, isolada de locais contaminados por hidrocarbonetos, avaliando a produção de biossurfactantes e a degradação do etanol e fração BTX, presentes na gasolina comercial e gasolina pura. Foi realizado o isolamento e seleção preliminar dos microrganismos produtores de biossurfactantes (medidas de tensão superficial, IE 24% e teste colorimétrico) e avaliação do crescimento em gasolina e derivados (meio mineral e gasolina comercial, gasolina pura e fração BTX (P.A). A análise da degradação foi realizada por cromatografia gasosa. A produção de biossurfactantes foi verificada em diferentes meios de cultura e foi extraído e quantificado o ramnolipídeo produzido. Foram isolados 131 microrganismos, dois se destacaram dos demais. A cepa P. aeruginosa UFRGS38, produziu 5,9 g/L de ramnolipídeos, reduziu a medida de tensão superficial de 42,8 para 33,2 mN/m, obteve I.E 24% de 53 % e atingiu a CMC em 1,1 mg/L. O isolado B. vietnamiensis UFRGS62, degradou: 52% do etanol, 50% do benzeno, 48% do tolueno, 36% do m-xileno, 30% do p-xileno e 48% do o-xileno, em meio contendo, meio mineral, gasolina comercial e 0,2% de glicose. / The commercial gasoline is constituted by a mixture of many hydrocarbons, the aromatic fraction, known as BTX, presents risk to human health. The Brazilian commercial gasoline contains 24% of ethanol, this additive may interfere in the degradation of these compounds, that are recalcitrant and toxic. Due to gasoline hydrophobic characteristic, the biosurfactant can improve the biovailability of these pollutants, enhanced their biodegradation. The object of this research was to isolate and characterize the microbial population from hydrocarbon contaminated sites, making an assessment about the biosurfactant production and the degradation of ethanol and BTX fraction, components of commercial gasoline and regular gasoline. A screening was made to select biosurfactant producers (surface tension, IE 24% and colorimetric assay) and an assessment of the growing capacity in gasoline and derivates (mineral salts medium with commercial gasoline, regular gasoline and BTX (P.A). The degradation was determined by gas chromatography. Different culture mediums were screened for biosurfactant production. The rhamnolipid produced was extracted and quantified. From the 131 microorganisms obtained, two were chosen to the next experiments. P. aeruginosa UFRGS38 strain, showed yield of 5,9 g/L of rhamnolipid production, reduced the surface tension from 42,8 to 33,2 mN/m, the emulsifying capacity was 53 % and the CMC was 1,1 mg/L. B. vietnamiensis UFRGS62 strain degraded: 52% of the ethanol, 50% of the benzene, 48% of the toluene, 36% of the m-xylene, 30% of the p-xylene e 48% of the o-xylene, in mineral salts medium, containing commercial gasoline and 0,2% of glucose.