Orientador: Carlos Renato Corso / Resumo: A presente pesquisa enfoca a utilização da levedura Candida albicans, isolada de um efluente industrial, em processos de remoção de corantes azóicos. Neste estudo o corante escolhido foi da classe dos diretos, o Direct Violet 51 em solução aquosa. A levedura selvagem foi utilizada na forma de suspensão no estudo da biosorção do corante em diferentes valores de pH comparando o comportamento das células não autoclavadas e autoclavadas, objetivando a remoção do corante em solução aquosa. O corante Direct Violet 51 foi analisado quanto a sua estabilidade espectral em diferentes valores de pH e melhor pH biosortivo, mostrando-se praticamente estável em termos espectrais e o valor de pH 2,5 foi o que melhor se mostrou ativo quanto a capacidade de remover o corante frente as biomassas não autoclavadas e autoclavada de Candida albicans. Em todos os experimentos de interação biosortiva realizados entre a biomassa e o corante, as células autoclavadas foram as que apresentaram uma maior capacidade biosortiva em relação as células não autoclavadas. A avaliação do potencial adsortivo da levedura foi analisado de acordo com as Equações das Isotermas de Adsorção de Freundlich e Langmuir. A comparação entre os coeficientes de correlação das Isotermas de Adsorção indicam que a equação de Langmuir é a que melhor explica a interação da levedura com o corante Direct Violet 51 em todos os valores de pH. O estudo comparativo realizado entre as leituras das amostras pelo aparelho UV-VIS e pelo FT-IR mostraram que há pequenas alterações na estrutura do corante podendo ser um indício de biodegradação. Pelos dados apresentados, o que de fato podemos afirmar é que, do ponto de vista da biosorção, a levedura Candida albicans demonstra habilidade na remoção de substâncias coloridas, tendo potencial enzimático capaz de alterar as estruturas químicas destes pigmentos coloridos que são encontrados em efluentes industriais. / Abstract: The present research focuses the utilization of yeast Candida albicans, isolate of a industrial effluent, in processes of removal of azo-dyes. In this study, the dye used was the Direct Violet 51 that belong the classroom of the direct dyes. The wild yeast was used in the suspension form in the study of the biosorption of the dye in different values of pH, comparing the behavior of the autoclaved cells and not autoclaved cells, objectifying the removal of the dye in aqueous solutions. The dye Direct Violet 51 was analyzed in its spectral stability in different values of pH and was found the better biosorptive pH value, revealing practically steady in spectral terms, and the value of pH 2,50 was what it presented greater capacity to remove the dye front the autoclaved cells and not autoclaved cells of the Candida albicans. In all the experiments of biosorptive interaction carried through between the biomass and the dye, the autoclaved cells had been the ones that had presented a greater biosorptive capacity in relation the not autoclaved cells. The evaluation of the adsorptive potential of the yeast was analyzed in accordance with the equations of the isotherms of adsorption of Freundlich and Langmuir. The comparison between the coefficients of correlation of the Isotherms of Adsorption indicates that the equation of Langmuir is the one that better explains the interaction of the yeast with the dye Direct Violet 51 in all values of pH. The carried through comparative study it between the readings of the samples for the device UV-VIS and for FT-IR, they had shown that it has small alterations in the structure of the dye, being able to be a biodegradation indication. For the obtained data, what we can affirm is that, of the point of view of the biosorption, the yeast Candida albicans demonstrates ability in the colorful substance... (Complete abstract, click electronic address below) / Mestre

Orientador: Denise Bevilaqua / Orientador: Oswaldo Garcia Júnior (in memoriam) / Banca: Elizabeth Berwerth Stucchi / Banca: Peter Hammer / Banca: Antonio Carlos Augusto da Costa / Banca: Ana Teresa Lombardi / Resumo: O processo de biossorção tem sido reconhecido como alternativa potencial na concentração de metais pesados e radioisótopos a partir de corpos d'água que recebem ação antropogênica (indústria, mineração, etc.). A biossorção é um processo que se baseia na remoção de íons metálicos em solução aquosa através de interações entre o metal e determinados sítios ativos presentes em revestimentos celulares, provenientes de biomassas como algas, bactérias e fungos. Na última década, há na literatura um crescente interesse na aplicação deste processo para concentração, recuperação e separação de metais de alto valor agregado e/ou de grande demanda tecnológica, tais como as terras-raras (TR) - essenciais para fabricação de um sem-número de produtos, a citar: laseres, supercondutores, equipamentos miniaturizados, etc. Apesar de apresentarem uma considerável disponibilidade na natureza, as TR possuem alto valor agregado devido aos dispendiosos e complexos processos de separação e purificação de misturas de TR, resultado da alta similaridade química entre os elementos do grupo. Poucos países detêm processos industriais completos de separação destes metais, dessa forma, o domínio dessa tecnologia determina uma importância considerável nos aspectos geopolíticos, estratégicos e econômicos, visto a extensão de investimentos em P&D envolvidos e as descobertas geológicas nas últimas décadas das jazidas chinesas, que abrangem 80% das reservas mundiais. Este trabalho consiste em uma avaliação preliminar da utilização do processo de biossorção na biomassa Sargassum sp. para a concentração, recuperação e separação de misturas de metais TR a partir de soluções sintéticas. As interações metal-biomassa seguem uma cinética de pseudo-segunda ordem e são descritas pelo modelo de adsorção de Langmuir... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The biosorption process has been recognized as potential alternative to concentrate heavy metal and radioisotopes from wastewaters of the anthropogenic activities (industry, mining, etc.). The biosorption is a process based on removal of metallic ions in aqueous solution from interactions among the metal and determined active sites on cellular envelope of biomasses as such algae, bacteria, and fungus. In last decade, there are in the literature a crescent interest to apply this process for the concentration, recovery, and separation of metals of high aggregated value and/or high technologic demand as the rare earth metal (RE), which are essential for the manufacturing of a great number of products; e.g. lasers, superconductors, miniaturized equipments, etc. Despite of the RE present a relevant availability, they have high aggregated value due to expansive and complicate processes of separation and purification of RE mixtures, which is resulted of the high chemical similarities of the group. Few countries have complete industrial processes of separation of these metals, so the domain of this technology determines a considerable importance in geopolitical, economic, and strategic aspects because the extension of R&D investments involved and the geological discoveries of the Chinese ore deposits in the last decades, which comprise 80 % of world reserves. This work consists on evaluation of the biosorption process by Sargassum sp. biomass for the concentration, recovery, and separation of RE metals from synthetic solutions. The metalbiomass interactions follow the pseudo-second-order kinetics and they are described by the Langmuir adsorption model. Potentiometric and spectroscopic (SEM/EDX, FTIR e XPS) analyses indicate that the biomass is bounded to the RE by oxygenated groups via ionexchange and complexation mechanisms... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Carlos Renato Corso / Banca: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Banca: Sandra Mara Martins Franchetti / Resumo: Entre as questões ambientais mais discutidas pela sociedade, está a poluição pelos diversos ramos da indústria. As indústrias têxteis estão entre os responsáveis pela contaminação, pois, muitas vezes, eliminam seus efluentes sem tratamento adequado nos mananciais, portanto, sem a completa remoção dos corantes. Os corantes azóicos são os mais utilizados pela indústria têxtil e são caracterizados pela presença de grupos azo (N=N). Dos vários métodos de tratamento de efluentes existentes, o tratamento biológico tem sido amplamente estudado. Buscando uma maneira de melhorar o tratamento biológico, o presente trabalho teve como objetivo comparar a capacidade de biossorção e biodegradação do corante azóico Direct Blue 71 em solução pelos fungos Phanerochaete chrysosporium e Aspergillus oryzae, na forma paramorfogênica. Para isso utilizou-se uma solução de corante DB71 a 100 μg/mL. Foram realizados testes de biossorção, por um período de 2 horas, com cinco diferentes concentrações de biomassa e três valores de pH, 2.5, 4.5 e 6.5, sendo que o pH 2.5 proporcionou a melhor condição para a biossorção. A adsorção do corante pela parede celular de ambos os fungos foi avaliado com o auxílio das isotermas de Freundlich, modelo seguido por P. chrysosporium, e Langmuir, seguido por A. oryzae. Para os testes de biodegradação, por 240 horas, utilizou-se apenas uma concentração de biomassa. Com espectrofotometria UV-VIS foi possível determinar porcentagem de descoloração e absorbância relativa do corante após realização dos testes de biossorção e biodegradação, respectivamente. Análises de FTIR permitiram a identificação de moléculas presentes na solução antes e após a biodegradação. Com A. oryzae obteve-se os melhores resultados de biossorção e biodegradação. Contudo, P. chrysosporium também se mostrou eficiente para os tratamentos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Among many environmental issues discussed in society, all sorts of pollution from industrial branches arise as an important matter. Textile industries are responsible by such contamination, since they often eliminate their effluents in the environment without proper treatment, therefore, without complete dye removal. Azo dyes are frequently used in textile industry and characterized by the presence of azo groups (N = N). Of the various methods of wastewater treatment available, biological treatment has been extensively studied. Thus, to improve biological treatment in textile industries, this study aimed to compare the ability of biosorption and biodegradation of Azo dye Direct Blue 71 solution by Phanerochaete chrysosporium and Aspergillus oryzae fungi in paramorfogenic form. In order to achieve this, a 100 μg/mL DB7 dye solution was used. Biosorption tests were performed within two hours with five different biomass concentrations and three pH values, 2.5, 4.5 and 6.5. It was observed that pH 2.5 solutions presented best biosorption conditions. The dye adsorption through studied fungi cell wall was evaluated with the Freundlich isotherm model for P. chrysosporium, and Langmuir for A. oryzae. For the biodegradation tests in 240 hours, it was used only one biomass concentration. Through an UV-VIS spectrophotometry the percentage of relative absorbance and dye discoloration was determined after biosorption and biodegradation tests respectively. FTIR analysis allowed molecular compounds identification in solution before and after biodegradation. The best results were obtained with A. oryzae in both biosorption and biodegradation. Yet even then P. chrysosporium was also efficient in all treatments. Hence, both A. oryzae and P. chrysosporium have great potential of dye removal in wastewaters. These results may contribute to improve effluent treatment systems in textile industries. / Mestre

Orientador: Carlos Renato Corso / Banca: Cassiana Maria Reganhan Coneglian / Banca: Sandra Mara Martins Franchetti / Resumo: Este trabalho apresenta uma avaliação comparativa do potencial biossortivo e biodegradativo da levedura Saccharomyces cerevisiae na remoção de corantes têxteis de efluentes quando imobilizada em alginato de cálcio e quando em célula livre. Para isto foram preparadas soluções experimentais dos corantes Acid Blue 40 e Acid Red 151, com concentrações equivalentes a 100 μg/mL e a estas foram adicionadas esferas com a levedura imobilizada a partir de uma suspensão 10% e gotas de células livres a partir de uma suspensão 2%. Os testes comparativos de remoção dos corantes foram analisados através de espectrofotômetros Ultravioleta- Visível e Infravermelho com Transformada de Fourier, com os quais foi possível determinar a porcentagem de remoção dos corantes das soluções, os valores das Absorbâncias Relativas que revelaram se o processo predominante na descoloração foi o da biossorção e/ou biodegradação, a quantidade de biomassa em miligramas (peso seco) necessária para fazer a remoção total da cor e também determinar as alterações moleculares ocorridas nas estruturas dos corantes após os tratamentos. Os resultados mostraram que a maior porcentagem de descoloração alcançada para o Acid Blue 40 foi de 61,7% após 360 horas de tratamento com 20 esferas com a levedura imobilizada e para o Acid Red 151 foi de 81,9% após 216 horas de tratamento também com 20 esferas com o microrganismo imobilizado. Através dos valores das Absorbâncias Relativas foi possível verificar que o processo predominante na remoção da cor do Acid Blue 40 com 72 horas de tratamento com 10 e 20 esferas com Saccharomyces cerevisiae imobilizada foi o da biossorção seguido da biodegradação e para o Acid Red 151 com esse mesmo tempo de tratamento e com a mesma quantidade de biomassa imobilizada foi o da biodegradação. A quantidade de biomassa imobilizada e livre... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This paper presents a comparative assessment of the biodegradative and biosorptive potential of the yeast Saccharomyces cerevisiae in textile dyes removal of effluents when in immobilized alginate and in free cells. Therefore, experimental solutions were prepared with concentrations of the dye Acid Blue 40 and Acid Red 151 equivalent to 100 mg/mL and those were added with beads containing the immobilized yeast from a 10% suspension and drops of free cells from a 2 % suspension. Comparative tests of dye removal were analyzed by UV-Visible spectrometers and Infrared Fourier Transform on which it was possible to determine the percentage of dye removal from the solutions, the values of Relatives Absorbances that the discoloration have been proved to predominant by biosorption and / or biodegradation, the amount of biomass in milligrams (dry weight) required for a complete color removal and also to determine the molecular changes occurring in the dye structures after the treatment. The results showed that the highest decolorization percentage achieved for Acid Blue 40 was 61.7% after 360 hours of treatment with 20 immobilized yeast beads and for the Acid Red 151 it was 81.9% after 216 hours of treatment with 20 beads also with immobilized microorganism. Through the values of Relatives Absorbances it was concluded that the predominant process in dye removal of Acid Blue 40 in 72 hours of treatment with 10 and 20 beads containing imobilized Saccharomyces cerevisiae was the biosorption followed by biodegradation and in Acid Red 151 with the same treatment time and the same amount of immobilized biomass it was the biodegradation. The amount of immobilized and free biomass to obtain total removal of Acid Blue 40 solution was 87 and 38 mg/mL, respectively, and to completely remove the Acid Red 151, the required amount of free and immobilized biomass was 64 and 2 mg/mL, respectively, which... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre