Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-05-30T14:36:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 594057 bytes, checksum: 882d63ef020066f2591f90c6fac62809 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-30T14:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 594057 bytes, checksum: 882d63ef020066f2591f90c6fac62809 (MD5) Previous issue date: 2012-07-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Pesquisas sobre o efeito do tempo e da temperatura de incubação de amostras líquidas, na estimativa da matéria orgânica biodegradável contida nestas, atualmente são raras, tendo em vista que têm sido aceitos, como padrão, os resultados apresentados nos trabalhos clássicos de Streeter e Phelps e de Theriault, divulgados em 1925 e 1927, respectivamente. Entretanto, esses estudos são passíveis de vários questionamentos, principalmente no que se refere às estimativas feitas em amostras de águas residuárias que não sejam o esgoto sanitário ou soluções sintéticas. Dentre as questões pendentes mais instigantes estão a de que seria possível a redução do tempo de incubação das amostras para obtenção da demanda bioquímica de oxigênio (DBO) e que haveria influência da temperatura na demanda bioquímica de oxigênio última (DBOu ) da amostra. Para conhecer o efeito da temperatura nas estimativas de DBO e de DBOu , é necessário, também, entender quais os efeitos da mesma variável na obtenção dos coeficientes de desoxigenação (k) e de temperatura (θ); qual o modelo cinético que melhor descreve a progressão da DBO e o efeito de interferentes nessas análises. Para tanto, foram incubadas amostras de esgotos sanitários tratados em fossa séptica (ESF), águas residuárias de laticínios (ARL) e da suinocultura (ARS), para obtenção do coeficiente de desoxigenação à 20 oC (k20). As mesmas amostras também foram armazenadas sob temperaturas de 30 e 35 oC, por tempo equivalente ao período de incubação de 5 dias e à 20 oC, tempos esses calculados usando a equação de Arrhenius modificada por Streeter e Phelps, obtendo-se, assim, os coeficientes θ30 e θ35. Em outro teste, quantificações de DBO foram feitas em vários dias, usando o esgoto sanitário bruto (ESB), a fim de obter θ a partir dos valores de k20 e k35, e verificando-se se a demanda última varia com a temperatura, com a obtenção do coeficiente de temperatura 20 35 da demanda última (φ) a partir da DBOu e da DBOu . Avaliou-se, também, o efeito da inibição da nitrificação nas amostras sobre os valores estimados de k e, usando os valores de k20 típicos de literatura, também foram estimados os valores de θ, verificando se erros de estimativa de k, implicam em erros significativos do coeficiente de temperatura. Os experimentos foram conduzidos no Laboratório de Qualidade da Água (LQA) do Departamento de Engenharia Agrícola (DEA) da Universidade Federal de Viçosa (UFV). Os valores de θ calculados a partir de k20 obtidos experimentalmente foram de 1,048 para ESF, 1,046 para ARL e 1,020 para ARS, sob a temperatura de 35 o C, e de 1,041, 1,070, 1,028, para as mesmas águas residuárias, quando incubadas à 30 oC. Os valores de θ estimados utilizando-se valores de k20 obtidos na literatura não foram estatisticamente diferentes, em nível de 5% de probabilidade, pelo teste "t". Igual conclusão foi obtida ao se estimar o valor do coeficiente de temperatura, usando o valor de k obtido após novo ajuste do modelo de primeira ordem, utilizando o conjunto de dados depois de expurgo dos dados tardios (não houve diferença significativa). Usando o mesmo teste, verificou-se que o uso do valor de θ de 1,047, recomendado na literatura, não implica em erros significativos na estimativa de k. No segundo experimento, foram obtidos k20 e k35, respectivamente, de 0,1593 e 0,2262 d-1, tendo valor de 20 θ igual a 1,024. Os valores estimados de DBOu 35 e DBOu foram, respectivamente, de 579 mg L-1 e 661 mg L-1. O modelo de segunda ordem apresentou desempenho ligeiramente superior sobre o modelo de primeira ordem, na descrição dos dados. Porém, dada à pequena diferença nos resultados e a simplicidade em sua utilização, o modelo de primeira ordem é, ainda, preferível. Os coeficientes φ ajustados foram de 0,00948 e de 0,00967, respectivamente usando os modelos de primeira e segunda ordens, valores suficientemente pequenos para indicar desprezível ou inexistente variação do valor de DBOu com a temperatura. O aumento na temperatura da amostra proporcionou, no entanto, diferentes valores de θ para as águas residuárias. / Research into the effect of time and temperature incubation of liquid samples, in the estimation of biodegradable organic matter contained in these nowadays are rare, considering that they have been accepted as standard the results presented in classical studies of Streeter and Phelps, and Theriault, released in 1925 and 1927, respectively. However, these studies are subject to various questions, mainly in relation in the estimations made on samples of wastewater other than the sewage or synthetic solutions. Among the outstanding questions, the most intriguing that it would be possible to reduce the incubation time of the samples to obtaining the biochemical oxygen demand (BOD) and that there is effect of temperature on biochemical oxygen demand ultimate (UBOD) of the sample. To determine the effect of temperature on estimates of BOD and UBOD, it is also necessary to understand what the effects of the same variable in obtaining the deoxygenation (k) and temperature coefficients (θ); which the kinetic model that best describes the progression of the BOD and the effect of interferents in these analyzes. Thus, samples of sewage treated in septic tank (ESF), dairy wastewater (ARL) and swine wastewater (ARS) were incubated for obtaining the deoxygenation coefficient at 20 oC (k20). The same samples were also stored at temperatures of 30 and 35 o C, for time equivalent to an incubation period of 5 days and at 20 oC, these times were calculated using the Arrhenius equation modified by Streeter and Phelps, obtaining thereby the coefficients and θ30 θ35. In another test, measurements of BOD were made for several days, using the raw sewage (ESB) to obtain θ from values of k20 and k35, and checking whether the ultimate demand varies with temperature, obtaining the temperature coefficient of the ultimate demand (φ) from UBOD20 and UBOD35 . It was also evaluated the effect of inhibiting the nitrification in the samples on the estimated values of k and, using typical values of k20 literature were estimated values of θ too, verifying if errors in the estimation of k, implying in significant errors in the temperature coefficient. The experiments were conducted at the Laboratory of Water Quality (LQA), Department of Agricultural Engineering (DEA), Federal University of Viçosa (UFV). The values of θ calculated from experimental data of k20 were 1.048 to ESF, 1.046 to ARL and 1.020 to ARS, under a temperature of 35 oC, and 1.041, 1.070, 1.028, for the same wastewater when incubated at 30 oC. The values of θ estimated using values of k20 obtained from the literature were not statistically different at 5% probability, using the "t" test. Same conclusion was obtained when estimating the value of temperature coefficient, using the value of k obtained after new adjust from first order model using the data after the purge of late data (no difference significant). Using the same test, it was found that the use of the value θ of 1.047 recommended in the literature, does not imply significant errors in the estimation of k. In the second experiment were obtained k35 and k20, respectively, 0.1593 and 0.2262 d-1, with θ value of 1.024. The estimated values of UBOD20 and UBOD35 were, respectively, 579 mg L-1 and 661 mg L-1. The second order model performance was slightly higher on the first-order model, in describing the data. However, given the small difference in the results and the simplicity to use, the first order model is also preferred. The results of coefficients φ adjusted were 0.009484 and 0.00967, respectively using the first and second models, values sufficiently small to show no or negligible value UBOD variation with temperature. The increase in temperature of the sample provided, however, different values of θ for the wastewater.

Os derrames e vazamentos acidentais são problemas ambientais relacionados aos combustíveis que podem ocorrer durante o transporte e armazenamento contaminando solo, águas superficiais e subterrâneas. De acordo com a Portaria 016/2010 da FEPAM, áreas contaminadas com Hidrocarbonetos Totais de Petróleo (HTP) acima de 5 g.Kg- 1 de solo devem receber tratamento para a descontaminação, sendo a biorremediação um dos tratamentos indicados. O objetivo deste trabalho foi avaliar e comparar a degradação da mistura B10 de um solo contaminado simulando um derrame superficial sob diferentes estratégias: atenuação natural, bioestimulação e bioaumentação. Foi realizado um ensaio preliminar de biorremediação em um solo propositalmente contaminado com a mistura B10, a partir do qual, foram isoladas bactérias do gênero Bacillus. Em outra etapa de prospecção do mesmo solo contaminado com a mistura B10, as bactérias isoladas formaram consórcios e foram submetidas às concentrações de 15 %, 30 %, 45 % e 60 % em meio mineral com indicador redox. Um novo experimento de biorremediação de solo contaminado com a mistura B10 na concentração de 36 g de HTP.kg-1 de solo foi avaliado por 28 dias. Estimou-se as populações de heterotróficos totais e degradadores, mineralização do combustível (respirometria) e degradação de HTP (cromatografia gasosa). O tratamento de atenuação natural (correção do pH e umidade), reduziu 19 % dos HTPs, sugerindo que a microbiota autóctone, mesmo sem ter sido previamente exposta ao contaminante, foi capaz de expressar capacidade degradativa. A bioaumentação com consórcio nativo, apresentou percentual de degradação de HTP similar aos demais tratamentos. / Spillages and leaks are accidental environmental problems related to fuels that may occur during transport and storage. They can contaminate the soil, the surface water and groundwater. According to FEPAM ordinance 016/2010, amended areas with Total Petroleum Hydrocarbons (TPH) above 5 g.Kg-1 soil should be submitted to treatment for decontamination, and bioremediation is one of the recommended treatments. The aim of this study was to evaluate and compare the degradation of a B10 blend amended soil simulating a surface spill under different strategies: natural attenuation, biostimulation and bioaugmentation. Preliminary bioremediation assays were carried out in a purposely amended soil by B10 blend, from which bacteria of the Bacillus genus were isolated. From another step of prospecting the same soil amended with the B10 blend, the isolated bacteria formed a consortia and it was subjected to fuel concentrations at 15%, 30%, 45% and 60% in mineral medium plus redox indicator. A new bioremediation experiment of soil amended with B10 at a 36 g de TPH.kg-1 of soil concentration was evaluated for 28 days. The total heterotrophic and degrading populations, fuel mineralization (respirometry) and degradation (gas chromatography) were estimated. The natural attenuation (pH and moisture correction) reduced 19% of TPHs suggesting that the autochthonous microbiota, even without have been previously exposed to the contaminant, was able to express degradative capability. The TPH degradation of bioaugmentation with native consortium was similar to the other treatments.

Foram isoladas neste trabalho seis bactérias a partir de serragem de couro contaminado com fenol, proveniente de um curtume da região de estudo. Elas foram identificadas como Pseudomonas putida, Microbacterium oxydans, Stenotrophomonas maltophilia e Sthaphylococcus cohnii utilizando-se a técnica do 16 S ribossomal. Os isolados de M. oxydans (BLB-2 e BLB-4) foram utilizados nos estudos posteriores, onde se verificou que ambos apresentavam alta capacidade de remoção e tolerância ao fenol, até a concentração de 750 e 1000 mg L-1, respectivamente. Ao longo do trabalho, a bactéria BLB-4 perdeu a capacidade degradativa sendo esta reisolada do inóculo utilizando-se a técnica de conjugação. Após esta etapa foi realizado estudo das condições de cultivo, onde se verificou que utilizando meio mineral com peptona, juntamente com uma concentração maior de inoculo, no pH 7,0, havia um aumento da taxa de remoção de fenol. A bactéria voltou a tolerar a mesma concentração que tolerava antes de perder a capacidade degradativa (1000 mg L-1). Foi constatado que ambas as bactérias utilizavam a via de degradação orto-β-cetoatipato, expressando as enzimas fenol hidroxilase e catecol 1,2-dioxigenase. Verificou-se que todas eram termoestáveis, atuavam em uma grande faixa de pH (4,0 a 9,0), que algumas foram afetadas pela presença de íons metálicos no meio de reação, como o mercúrio. Os resultados apresentados neste trabalho sugerem que ambas as bactérias e suas enzimas são promissoras para serem utilizadas em processos de biorremediação. / Were isolated in this study six bacteria from leather shavings contaminated with phenol, from a tannery in the region of study. They were identified as Pseudomonas putida, Microbacterium oxydans, Stenotrophomonas maltophilia and Staphylococcus cohnii using the technique of the 16 S ribosomal RNA. The isolates of M. oxydans (BLB-2 and BLB-4), were used in others subsequent studies, which found that both bacterias had a high removal capacity and tolerance to phenol concentrations of up to 750 and 1000 mg L-1, respectively. Throughout the work, the bacteria BLB-4 lost the ability of degradation, so was used the technique of conjugation to isolation of the bacteria of the inoculum. After, was made the study of culture conditions, where it was found that mineral medium with peptone, a higher concentration of inoculum and the pH 7.0, increased rate of removal of phenol. The bacteria tolerated the same concentration as tolerated before losing degrading capacity (1000 mg L-1). Was found that both the bacteria used the route of degradation of ortho-β-cetoatipato, expressing the enzymes phenol hydroxylase and catechol 1,2-dioxygenase. It was found that all were heatstable, worked in a wide range of pH (4.0 to 9.0), some were affected by the presence of metal ions in the reaction medium, such as mercury. The results presented in this study suggest that both bacteria and their enzymes are promising for use in bioremediation processes.

As refinarias e indústrias petroquímicas geram inevitavelmente consideráveis volumes de borra oleosa durante o seu processamento. Devido à composição complexa de hidrocarbonetos, este resíduo deve ser considerado com potencial tóxico, mutagênico e carcinogênico. Tecnologias de biorremediação para o tratamento deste importante contaminante ambiental mostram-se promissoras e atrativas do ponto de vista político, econômico e social. Em vista disto, o presente trabalho teve por objetivo isolar, identificar e selecionar bactérias com potencial de biodegradação de borra oleosa e avaliar sua capacidade de biodegradação de resíduos petroquímicos presentes em solos com e sem histórico de contaminação. Foi estudada a eficiência de biorremediação em solos impactados contendo diferentes níveis de contaminação e mantidos em sistema aberto e fechado. Foram isoladas 45 bactérias, sendo 21 provenientes de solo de Landfarming, 11 de efluentes petroquímicos e 13 diretamente da borra oleosa. Destas, cinco bactérias, identificadas com base no seqüenciamento parcial do gene 16S rRNA como Stenotrophomonas acidaminiphila BB5, Bacillus megaterium BB6, Bacillus cibi, Pseudomonas aeruginosa e Bacillus cereus BS20 foram selecionadas e utilizadas na formulação do consórcio microbiano. Estudos conduzidos em meio mineral durante 40 dias, mostraram que o consórcio mostrou excelente capacidade de degradação da borra oleosa, reduzindo 90,7% da fração alifática e 51,8% da fração aromática. Dentre os solos analisados, o Landfaming mostrou maior potencialidade no tratamento de borra oleosa, alcançando máximos de 74,9% na bioestimulação e 74,3%, na bioaumentação, após 90 dias de processo. A avaliação com solos contaminados com 6% de borra oleosa, monitorados durante 120 dias em sistema fechado exibiram taxas promissoras de biodegradação com as estratégias de bioestimulação (84,1%) e bioaumentação (81,3%). O consórcio mostrou capacidade de biorremediação de borra oleosa em meio líquido e em solos. Os resultados indicaram o potencial de aplicação do consórcio bacteriano no sistema de tratamento de efluentes com intuito de reduzir a carga poluidora enviada às células de Landfarming, contribuindo assim, na redução de passivos ambientais e no aumento de rendimentos dos processos industriais. / Refineries and petrochemical industries inevitably generate considerable volumes of oily sludge during processing. Due to the complex composition of hydrocarbons, this sludge must be considered as a residue toxic, mutagenic and carcinogenic. Bioremediation technologies for the treatment of this important environmental contaminant show to be promising and politically, economically and socially attractive. The goal of this study was to isolate, identify and select bacteria with potential for biodegradation of oily sludge and evaluate its ability for biodegradation of petrochemical residues in soils with and without a historic contamination. We studied the efficiency of bioremediation in impacted soils containing different levels of contamination with an open and closed systems. Forty-five bacteria strains were isolated, 21 from soil Landfarming, 11 from petrochemical effluent and 13 directly from the oily sludge. Of these, five bacteria, identified based on partial sequencing of the 16S rRNA gene as Stenotrophomonas acidaminiphila BB5, Bacillus megaterium BB6, Bacillus cibi, Pseudomonas aeruginosa and Bacillus cereus BS20 were selected and used in the microbial consortium formulation Evaluation in mineral medium for 40 days with consortium selected showed degradation of oily sludge, reducing 90.7% and 51.8% aliphatic and aromatic fraction, respectively. Among the examined soils, the Landfaming showed greater potential in the treatment of oily sludge, reaching maximum of 74.9% and 74.3% in biostimulation and bioaugmentation respectively, after 90 days of the process. The evaluation of contaminated soils with 6% of oily sludge, monitored for 120 days in a closed system, exhibited promising rates of biodegradation with biostimulation (84.1%) and bioaugmentation (81.3%) strategies. The consortium selected was effective on bioremediation of oily sludge in a liquid medium and soil. The results indicated the potential of the bacterial consortium in the wastewater treatment system in order to reduce the pollutant load sent to the Landfarming area, thus, reducing environmental passives and increased efficiency from industrial processes.

O mercúrio é tóxico, tanto para células eucarióticas quanto para procarióticas, mas alguns micro-organismos possuem mecanismos de resistência a este metal, como a capacidade de reduzir enzimaticamente o mercúrio (II) para a forma volátil e menos tóxica de mercúrio Hg (0). O objetivo do trabalho foi desenvolver uma estratégia com viabilidade econômica de aporte de carbono para remoção de mercúrio, avaliar o potencial bacteriano de remoção de mercúrio, cádmio, níquel e chumbo de ambientes contaminados (efluentes industriais) e identificar os distintos mecanismos de resistência envolvidos na resistência bacteriana aos metais. Oito isolados foram capazes de remover mercúrio e degradar o glicerol. Os melhores resultados para remoção de Hg e degradação do glicerol foram obtidos utilizando os isolados Serratia marcescens M25C (85 e 100%), Klebsiela pneumoniae PLB (90 e 100%), Klebsiela oxytoca U14 (90 e 100%) e Arthrobacter sp. U3 (80 e 65%) adicionando 0,5 g L-1 de extrato de levedura. O isolado Pseudomonas sp B50D foi o que apresentou melhor desempenho quando avaliada remoção de mercúrio concomitante a outros metais. Sua capacidade de remover Hg na presença de Cd foi de 75%, Ni e Pb (91%). Esse isolado removeu 60% (Cd), 90% (Ni) e 85% de Pb. Pseudomonas sp. B50D apresenta como mecanismos de resistência aos metais a redução, biossorção, produção de biofilme e produção de sideróforos. Foi demonstrado que o pH do efluente influencia a capacidade dos isolados Pseudomonas sp. B50A e Pseudomonas putida V1 removerem Hg, sendo que o pH 6 teve a melhor resposta de remoção. A capacidade dos isolados e do consórcio removerem mercúrio do efluente variou de 70 a 75%. Porém, com a adição de múltiplos metais no efluente a remoção do mercúrio foi inibida. Este trabalho demonstrou a viabilidade da utilização de glicerol residual como fonte de carbono para remoção biológica do Hg e o potencial do isolado Pseudomonas sp. B50D para remediação de contaminações mais complexas. Os isolados Pseudomonas sp. B50A e Pseudomonas putida V1 são recomendados para o tratamento de efluentes industriais contaminados com mercúrio, porém contaminações mais complexas (com outros metais) exigem a utilização concomitante de outros isolados bacterianos ou ainda outros métodos não avaliados neste estudo. / Mercury is toxic to eukaryotic cells and prokaryotic, but some microorganisms possess mechanisms of resistance to this metal, as the ability to enzymatically reduce the mercury (II) to the volatile and less toxic form of mercury Hg (0). The goal of this study was to evaluate the potential for bacterial removal of mercury, cadmium, nickel and lead from industrial wastewater and to identify the differents resistance mechanisms involved in bacterial resistance to metals. Eight strains were able to remove mercury and degrade glycerol. The best results for the removal of mercury and glycerol degradation isolates were respectively obtained using Serratia marcescens M25C (85 and 100%), Klebsiella pneumoniae NBP (90 and 100%), Klebsiella oxytoca U14 (90 and 100%) and Arthrobacter sp. U3 (80 and 65%) by adding 0.5 g L-1 yeast extract. Pseudomonas sp. B50D showed the best result to concomitant mercury removal with other metals. Its ability to remove mercury in the presence of Cd was 75% to Ni and Pb was 91%. This bacterial isolate removed 60% of Cd, 90% of Ni and 85% of Pb from the effluent contaminated with mercury. The metals resistance mechanisms to metals reduction suggested to Pseudomonas sp. B50D were biosorption, biofilm production and production of siderophores. It has been shown that the effluent pH influences the ability of the isolated Pseudomonas sp B50A and Pseudomonas putida V1 remove Hg, and pH 6 had better removal response. The consortium removal mercury from the effluent ranging from 70 to 75%. However, with the addition of multiple metals in the effluent mercury removal was inhibited. This study demonstrated the feasibility of using residual glycerol as carbon source for the biological removal of mercury and the potential of the isolated Pseudomonas sp. B50D for remediation of complex contamination. The strains Pseudomonas sp. B50A and Pseudomonas putida V1 are recommended for the treatment of industrial wastewater contaminated with mercury, but a complex contamination (with other metals) require the concomitant use of other bacterial isolates or other methods that were not evaluated in this study.

Made available in DSpace on 2014-07-28T18:10:49Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 95.pdf: 1907649 bytes, checksum: 0e755db75ec5e523bade6b690b137698 (MD5) Previous issue date: 2008 / Made available in DSpace on 2014-12-22T16:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 95.pdf: 1907649 bytes, checksum: 0e755db75ec5e523bade6b690b137698 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / Os problemas associados à indústria têxtil provêm especialmente da utilização de corantes, visto que a maioria é recalcitrante e alguns apresentam caráter mutagênico e carcinogênico. Agências reguladoras relacionadas à saúde pública, incluindo a Vigilância Sanitária, devem atuar conjuntamente com outros segmentos voltados à saúde ambiental no intuito de reduzir ou eliminar os riscos provenientes deste setor. Deste modo vem sendo investigada à capacidade de fungos de descolorir e detoxificar diferentes tipos de corantes têxteis. Amostras de sedimentos de cinco igarapés na região de Manaus (AM) foram coletados com intuito de isolar fungos com capacidade de descolorir eficientemente os corantes Vermelho Reativo 198 (V198) e Azul Reativo 21 (A21). Os fungos isolados foram testados juntamente com fungos da Coleção de Microrganismos de Referência do INCQS, àqueles eficientes na descoloração foram avaliados na presença de outro corante, Azul Reativo 214 (A214) e da mistura dos 3 corantes (MXC). Os tratamentos foram avaliados toxicologicamente utilizando os ensaios ecotoxicológico com o microcrustáceo Daphnia pulex, de genotoxicidade com células sanguíneas (Ensaio Cometa) e de mutagenicidade com a bactéria Salmonella typhimurium(Teste de Ames). Os isolados de Manaus não foram considerados eficientes na descoloração, pois adsorveram o corante, ao contrário dos fungos da Coleção do INCQS, Penicillium simplicissimum INCQS 40211, e do fungo de referência Lentinula edodes INCQS 40220 [...] / The problems associated with the textile industry are especially due to the use of dyes, since the majority is recalcitrant and some of them might be mutagenic and carcinogenic. Regulatory agencies related to public health, including the Health Surveillance, must act jointly with other segments regarding environmental health in order to reduce or eliminate the risks from this sector. Thus the ability of fungi to decolorize and reduce the toxicity of different types of textile dyes have been investigated. Sediment samples of five igarapés of Manaus region – (AM) were collected in order to isolate fungi able to efficiently decolorize Reactive Red 198 (V198) and Reactive Blue 21 (A21). The fungal isolates were tested simultaneously with fungi from the Reference Collection of Microorganisms of INCQS. The fungi that efficiently decolorized the dyes were evaluated in the presence of another dye, Reactive Blue 214 (A214), and a mixture of the 3 dyes (MXC). The treatments were toxicologically evaluated using ecotoxicological test with the microcrustacean Daphnia pulex, genotoxicity test with blood cells (SGE – Assay Comet) and mutagenicity test with the bacteria Salmonella typhimurium (Ames Test). None of the fungi isolated from Manaus was efficient on decolorization without adsorbing the dye, differently of the fungi from the Culture Collection, Penicillium simplicissimum (INCQS 40211) and Lentinula edodes (INCQS 40220). Both showed complete decolorization of V198, A21, A214 and MXC. L. edodes reduced 93% of the toxicity of V198 and 95% of A21 with daphnia test and 60% of the genotoxicity the mixture MXC, however in other experiments evaluated by tests with daphniaand bacteria (Ames Test) the toxicity increased. P. simplicissimum reduced 87% of the toxicity of V198 and 94% of A21, but increased the toxicity of A214 and MXC with the daphnias. Genotoxicity was not detected in the treatments by this fungus, however with the bacteria all the treatments were cytotoxic and some of them also were mutagenic. Therefore, the fungi selected were efficient on dye decolorization, nevertheless the toxicological results demonstrated the great importance and need of decolorization studies to be associated withtoxicological tests to ensure risks reduced risks to the environment and the population health.

Made available in DSpace on 2015-02-20T12:56:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 90.pdf: 3851149 bytes, checksum: e4dbb69d527e33af273cdc8bef40b262 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / Fundação Oswaldo Cruz. Instituto Nacional de Controle de Qualidade em Saúde / O ambiente tem sido fortemente impactado por uma diversidade de poluentes, principalmente, devido ao crescimento populacional e ao aumento da atividade industrial. Neste contexto, a contaminação de corpos d água por efluentes de indústrias têxteis tem tido destaque, pois os efluentes produzidos por este setor são constituídos por uma complexa mistura de poluentes. Os corantes mais extensivamente usados, os do tipo azo, quando lançados no meio aquático sofrem degradação podendo gerar aminas aromáticas e benzidinas, potentes agentes carcinogênicos e mutagênicos que além de afetar o ambiente podem causar danos à saúde humana. A persistência de resíduos perigosos no ambiente é um problema público que leva à necessidade da atuação de segmentos relacionados à Saúde Pública, inclusive a Vigilância Sanitária, na eliminação ou mitigação das conseqüências adversas decorrentes deste processo. A seleção de fungos capazes de descolorir e detoxificar esses corantes é uma alternativa promissora para substituir ou complementar os tratamentos convencionais. Sedimentos de vinte reservatórios de água do Parque Nacional da Serra da Capivara, área de preservação ambiental encravado na caatinga no Estado do Piauí, com clima semi-árido, foram avaliados com o objetivo de selecionar consórcios de fungos com capacidade de descolorir e detoxificar três azo corantes (Vermelho Reativo 198, Azul Reativo 214 e Vermelho Reativo 141), e destas amostras de sedimento selecionar fungos que apresentem esta mesma capacidade isoladamente. / O ambiente tem sido fortemente impactado por uma diversidade de poluentes, principalmente, devido ao crescimento populacional e ao aumento da atividade industrial. Neste contexto, a contaminação de corpos d’água por efluentes de indústrias têxteis tem tido destaque, pois os efluentes produzidos por este setor são constituídos por uma complexa mistura de poluentes. Os corantes mais extensivamente usados, os do tipo azo, quando lançados no meio aquático sofrem degradação podendo gerar aminas aromáticas e benzidinas, potentes agentes carcinogênicos e mutagênicos que além de afetar o ambiente podem causar danos à saúde humana. A persistência de resíduos perigosos no ambiente é um problema público que leva à necessidade da atuação de segmentos relacionados à Saúde Pública, inclusive a Vigilância Sanitária, na eliminação ou mitigação das conseqüências adversas decorrentes deste processo. A seleção de fungos capazes de descolorir e detoxificar esses corantes é uma alternativa promissora para substituir ou complementar os tratamentos convencionais. Sedimentos de vinte reservatórios de água do Parque Nacional da Serra da Capivara, área de preservação ambiental encravado na caatinga no Estado do Piauí, com clima semi-árido, foram avaliados com o objetivo de selecionar consórcios de fungos com capacidade de descolorir e detoxificar três azo corantes (Vermelho Reativo 198, Azul Reativo 214 e Vermelho Reativo 141), e destas amostras de sedimento selecionar fungos que apresentem esta mesma capacidade isoladamente. As culturas de fungos em consórcio oriundas do Caldeirão Escuridão foram as mais eficientes na descoloração e detoxificação dos três corantes. A partir deste consórcio foi possível isolar três fungos identificados como Candida rugosa, Trichosporon ovoides e Mucor sp. Destes isolados a levedura C. rugosa apresentou importantes resultados de descoloração e detoxificação quando comparada à cepa de referência Lentinula edodes. C. rugosa foi mais eficiente na descoloração de dois dos corantes testados e obteve melhor desempenho na detoxificação dos três corantes frente a L. edodes. Este é o primeiro trabalho descrevendo a capacidade de C. rugosa tanto na degradação quanto na detoxificação de corantes têxteis. Assim, este fungo se apresenta como um potencial agente na biorremediação de efluentes têxteis.

Na presente pesquisa, produziu-se amostras de ferro puro poroso como biomaterial degradável visando a aplicação em stents, pelo processo de moldagem por injeção de pós metálicos (MPI). Os efeitos da fração volumétrica de ferro puro na mistura de injeção e da temperatura de sinterização na porosidade, microestrutura, propriedades mecânicas, propriedades de superfície, de degradação in vitro e de biocompatibilidade, foram investigados. Os resultados obtidos foram comparados com o ferro puro fabricado por fusão e com o aço inoxidável AISI 316-L. Encontrou-se que o grau de porosidade remanescente nas amostras sinterizadas foi o principal fator influenciando as propriedades mecânicas e de superfície, influenciando indiretamente os demais resultados. O ferro puro produzido por MPI exibiu valores de limite de escoamento entre 59 e 114 MPa e limite de resistência máximo de 210 MPa, com alongamento entre 10 e 50 %. A alta ductilidade é uma propriedade especialmente requerida em materiais para potencial aplicação em stents. Suas taxas de degradação em solução de Hank foram superiores às do ferro puro fabricado por fusão. O material fabricado com mistura de injeção contendo fração de ferro de 66 % (acima da fração crítica) mostrou o maior alongamento e boa taxa de degradação, um resultado interessante, pois segundo a literatura, valores acima da fração volumétrica crítica não são amplamente explorados. Os testes de biocompatibilidade mostraram excelente hemocompatibilidade do ferro puro fabricado por MPI com as células do sangue. Todas as condições testadas mostraram um nível de citotoxicidade abaixo do recomendado pela norma vigente, mas este dependendo da concentração de íons de ferro empregada e do grau de porosidade. Entre todas as condições de ensaio investigadas, as amostras contendo fração volumétrica de ferro de 62 % inicialmente na mistura de injeção e sinterizadas a 1120 oC, apresentaram a melhor combinação de propriedades para aplicação em stents. Concluiu-se que a MPI é um método tecnicamente viável como rota de produção de tubos de parede fina precursores para fabricação de stents biodegradáveis. / In the present research, an attempt was made to produce porous pure iron, as a metallic degradable biomaterial potentially for stent application, via the MIM route. The effects of iron powder loading and sintering temperature on the porosity, microstructure, mechanical properties, surface properties and in vitro degradation behavior of MIM iron were investigated. The results obtained were compared to those of cast iron. It was found that the amount of porosity remained in the as-sintered specimens had a major effect on their surface and mechanical properties. The MIM pure iron showed yield strength values between 59 and 114 MPa and maximum tensile strength of 210 MPa, with elongation values between 10 and 50 %. A high ductility is a specially required property of stent materials. Its degradation rates in Hank’s solution were superior to the degradation rate of cast iron. The material made from the feedstock containing 66 % of iron powder, above the critical powder loading, showed the highest elongation and a good in vitro degradation rate. This result is interesting, once according to the literature, powder loadings above the critical value are not well explored. The biocompatibility tests showed excellent hemocompatibility of MIM pure iron with blood cells. All conditions tested showed toxicity level below the values determined by current standards, but depending of Fe ions concentration and porosity level. Between all the conditions tested in the present investigation, the 62 % powder loading sample, sintered at 1120 oC, showed the best combination of properties for stent application. In conclusion, MIM is a promising method to be developed as a new route to produce thin-wall tubes for biodegradable stents.

Os resíduos do processo de curtumes e a crescente importância da geração de energia a partir de fontes renováveis fazem com que seja necessário estudar formas de biodegradação dos resíduos produzidos pela indústria coureira e gerar energia a partir disso. Os resíduos sólidos produzidos pelos curtumes contêm cromo e costumam ser dispostos em aterros industriais perigosos. O biogás com alto teor de metano é o produto dessa decomposição, através de digestão anaeróbia. A partir desses conceitos, esse trabalho propõe realizar ensaios de biodegradação com lodo, proveniente de uma estação de tratamento de efluentes de curtumes, e com farelo de couro wet-blue (couro curtido ao cromo) em biorreatores de bancada. O objetivo principal foi isolar, quantificar e identificar os microrganismos que apresentam potencial de produzir biogás com alto teor de metano. Ainda, a forma de armazenamento prévio do lodo adicionado também foi analisada. Primeiramente, incubou-se o lodo com farelo de couro wet-blue em biorreatores de bancada (dez ensaios de biodegradação divididos em duas montagens) e análises de quantificação e de qualificação do biogás gerado foram feitas. Depois, realizou-se a coleta de alíquotas da biomassa gerada nos biorreatores em diferentes fases do crescimento. O isolamento da biomassa coletada foi conduzido em frascos tipo penicilina com meio de cultura propício para o crescimento de arqueas metanogênicas, onde era possível a incubação em atmosfera anaeróbia. A partir dos crescimentos dos microrganismos, realizaram-se testes de contagem, isolamento, coloração de Gram, além de novos testes de coleta de biomassa dos próprios frascos. Como resultado, a influência do armazenamento prévio do lodo na biodegradação deste com farelo de couro wet-blue ainda não foi totalmente elucidada. Os microrganismos isolados não eram arqueas metanogênicas. Realizou-se a contagem de microrganismos, em dois ensaios de biodegradação que tiveram sua biomassa coletada. O primeiro biorreator analisado (biorreator 4) apresentou 1,90 x 109 e 4,45 x 106 UFC/mL para o sólido precipitado e para o líquido sobrenadante, respectivamente. O segundo biorreator analisado (biorreator 7) apresentou 1,35 x 109 e 1,09 x 109 UFC/mL para o sólido precipitado sem e com adição de lodo ao meio de cultivo antes da autoclavagem, respectivamente, e 9,10 x 106 e 8,30 x 106 UFC/mL para o líquido sobrenadante sem e com adição de lodo ao meio de cultivo antes da autoclavagem, respectivamente. Foi detectado metano apenas nos frascos que continham alíquotas de biomassa provenientes dos biorreatores que estavam pouco diluídos, provenientes da coleta em fase final de produção de biogás, com quantidades elevadas de microrganismos. O percentual de metano encontrado nesses frascos variou entre 25,75 e 53,66% e foi detectado após a terceira semana de incubação. A homogeneização do lodo se mostrou um fator de grande influência na biodegradação. A técnica de isolamento com a utilização de frascos de penicilina mostrou-se adequada para a quantificação de microrganismos metanogênicos presentes nos ensaios de biodegradação, mas ainda não adequada para o isolamento das arqueas metanogênicas. / The tanning process waste and the increasing importance of energy generation from renewable sources make the study of alternative biodegradation ways of the waste produced by leather industry and the generation of power from it a necessity. The solid residues produced by tanneries contain chromium and are usually disposed in hazardous industrial landfills. Biogas with high methane content is the product of this decomposition by anaerobic digestion. Based on these concepts, this study proposes to perform biodegradation tests with sludge, from a tannery effluent treatment plant, and with wet-blue (leather tanned with chromium) shavings in bench bioreactors. The main objective was to isolate, quantify and identify microorganisms with potential to produce biogas with high methane content. Further, the prior storage form of the added sludge was also analyzed. First, the sludge and the wet-blue shavings were incubated in bench bioreactors (ten biodegradation tests divided into two assemblies) and quantification and qualification analysis of the generated biogas were made. Later, biomass aliquots generated in the bioreactors were collected at different growth stages. The collected biomass isolation was conducted in penicillin type injectable vial filled with culture medium propitious for methanogenic archaea growth, where it was possible to incubate in anaerobic atmosphere. From microorganisms’ growth, test of counting, depletion, Gram stain and other biomass collection of the vials themselves were carried out. As a result, the prior sludge storage influence on biodegradation tests of sludge with wet-blue shavings was not yet fully elucidated. Isolated microorganisms were not methanogenic archaea. The microorganism counting was held in two biodegradation tests with collected biomass. The first bioreactor analyzed (bioreactor 4) showed 1,90 x 109 and 4,45 x 106 CFU/mL for the precipitated solid and the supernatant liquid, respectively. The second bioreactor analyzed (bioreactor 7) showed 1,35 x 109 and 1,09 x 109 for the precipitated solid without and with added sludge in the culture medium before autoclaving, respectively, and 9,10 x 106 and 8,30 x 106 CFU/mL for the supernatant liquid without and with added sludge in the culture medium before autoclaving, respectively. Methane was only detected in vials containing collected biomass aliquots from final stages of biogas production bioreactors that were bit diluted and had high amounts of microorganisms. The percentage of methane found in these vials ranged between 25,75 and 53,66% and was detected after three weeks of incubation. The sludge homogenization proved to be a great influence factor on biodegradation. The isolation technique with penicillin type injectable vial proved to be appropriate for methanogenic microorganisms’ quantification in biodegradation tests, although it is not fully understood for the methanogenic archaea isolation.

A utilização do metano (CH4) presente no biogás gerado através da degradação anaeróbica de resíduos orgânicos depositados em aterros sanitários como fonte de energia é uma tecnologia em expansão, principalmente nos países em desenvolvimento. Para assegurar um melhor aproveitamento do CH4 e a viabilidade econômica do projeto de exploração energética é necessário que estes empreendimentos avaliem sua capacidade de produzir este gás com o passar dos anos, mesmo após o encerramento da deposição de resíduos. O potencial de geração é comumente estimado a partir de modelos cinéticos de primeira ordem propostos por conceituadas instituições, entretanto, estudos recentes apontam alto grau de incerteza e diferenças relevantes entre os resultados obtidos com cada metodologia. Este trabalho tem por objetivo analisar a variação dos resultados das estimativas de emissão de metano dos modelos recomendados pela USEPA, Banco Mundial (Scholl Canyon) e IPCC utilizando tanto dados e informações disponibilizadas do aterro sanitário Moskogen, localizado em Kalmar, Suécia, que foi operado entre 1977 e 2008. Além de estimar a capacidade de geração de CH4, objetiva-se identificar qual o modelo cujas estimativas mais se aproximam dos dados de biogás efetivamente medidos e quanto gás ainda pode ser extraído do aterro. O estudo ainda avaliou como valores diferentes para os parâmetros principais dos modelos afetam a estimativa de geração final. O modelo IPCC mostrou-se o mais confiável dentre os analisados, estimando que o aterro Moskogen produza mais de 102 milhões de m de CH4 entre 1977 e 2100, sendo 39,384 milhões passíveis de extração de 2012 a 2100. Os demais modelos apresentaram premissas inadequadas com a realidade do aterro sanitário estudado. Contudo, mesmo com a superioridade do modelo proposto pelo IPCC, maiores estudos são necessários no local, que levantem outras informações de campo como a vazão passiva de gás pela camada de cobertura do aterro e uma melhor estimativa do percentual de material orgânico biodegradável presente em cada fração de resíduos depositada em Moskogen. / The use of methane (CH4) present in the biogas generated by the anaerobic degradation of organic wastes in landfills as an energy source is an expanding technology, especially in developing countries. To ensure a proper utilization of CH4 and the economic feasibility of the energy recovery project it is necessary that these landfills evaluate their capability to produce this gas over the years, even after the end of waste disposal. The generation potential is commonly estimated from first-order kinetic models proposed by reputable institutions, however, recent studies indicate a high level of uncertainty and significant differences between the results obtained with each method. This study aims to analyze the variation of the results of methane generation estimatives, from the models recommended by the USEPA, the World Bank (Scholl Canyon Model) and the IPCC using field data and information provided by Moskogen landfill, located in Kalmar, Sweden, which was operated from 1977 to 2008. In addition to estimating the CH4 generation potential, the objective is to identity which model whose results are closer to the data of the amount of biogas effectively measured and to discover how much gas still can be extracted from the landfill. The study also evaluated how different values to the model main parameters affect the final generation estimative. The IPCC model proved to be the most reliable among the others analyzed, estimating that Moskogen will produce over 102 million m of CH4 between 1977 and 2100, which 39.384 can be extracted from 2012 to 2100. The other models presented inadequate assumptions in comparison to the reality of the studied landfill. Nevertheless, despite the fact that the model proposed by the IPCC has been judged as the most faithful, larger studies are needed on the area, in order to identify more field data, such as the occurrence of passive gas flow through the top covering layers of the landfill and a better estimative of the amount of degradable organic compounds in each fraction of waste disposed in Moskogen.