Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-11-16Bitstream added on 2014-06-13T18:52:23Z : No. of bitstreams: 1 morales_mm_me_botfca.pdf: 1349350 bytes, checksum: ac263a80451de053fe1de89f84f2d4cd (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O Brasil apresenta grandes potencialidades na produção de alimentos, porém as formas empregadas para atendimento desta demanda têm levado ao aumento da geração de resíduos, fato que justifica o estudo de práticas de reciclagem, tais como a compostagem e a biodigestão anaeróbia desses materiais, pois, além da agregação de valor devido à transformação de resíduos potencialmente poluidores em adubo orgânico e geração de energia (biogás) ainda contribui para um saneamento eficaz. No desenvolvimento deste trabalho foi realizada a caracterização dos resíduos produzidos no sistema de abate de bovinos em dois ensaios: avaliação dos resíduos sólidos (conteúdo ruminal) e caracterização dos resíduos líquidos (água residuária). No primeiro ensaio, avaliação dos resíduos sólidos, foi realizada a compostagem, durante a qual monitorou-se diariamente a temperatura das leiras confeccionadas com o resíduo de abatedouro de bovinos. Foram avaliadas quatro leiras, divididas em dois ciclos: verão e outono. Para tanto, foram avaliados os teores de sólidos totais (ST) e de sólidos voláteis (SV), carbono orgânico (C) e quantificação dos teores nitrogênio (N), fósforo (P), potássio (K), cálcio (Ca), magnésio (Mg), cobre (Cu), ferro (Fe), manganês (Mn), zinco (Zn) e sódio (Na). Com os resíduos sólidos in natura previamente secos, foram determinados o poder calorífico superior com agregação de sebo, também produzido no processo nas concentrações de 0%, 10%, 20%, 30% e 40%. No segundo ensaio, caracterização dos resíduos líquidos, realizaram-se coletas e análise de amostras compostas de oito pontos do processo de tratamento de resíduos do abatedouro: antes do flotador, depois do flotador, antes da peneira, depois da peneira, efluente do biodigestor 1, efluente do biodigestor 2, afluente das lagoas de polimento e efluentes das lagoas de polimento. / Brazil has feed production high potential, but the way used to attend its demand had led to an increasing of generated residues. This fact justifies the recycling practices study like composting and anaerobic biodigestion. More over value aggregation due the residues potentially pollutants transformation to organic fertilizers and energy (biogas) still contributes to an efficient sanitation.`During the experiment the bovine slaughter residues characterization was done in two experiments: solid residues evaluation (ruminal content) and liquid residues characterization (residual water). At first experiment a composting was done using solid residues from cattle slaughter, which the pile temperature was checked daily. Four piles were analyzed, divided in two cycles: summer and autumn. Was analyzed Total Solids (TS) Volatile Solids (VS), Organic Carbon (C), Nitrogen (N), Phosphorus (P), Potassium (K), Calcium (Ca), Magnesium (Mg), Cupper (Cu), Iron (Fe) Manganese (Mn), Zinc (Zn), and Sodium (Na). With in natura residues priory dried, superior calorific power was determined adding fat also produced in the slaughtering process, at 0%, 10%, 20%, 30% and 40% concentrations. The second experiment was done collecting eight small samples per sample at the residue treatment process: before floater, after floater, before sieve, after sieve, biodigestor effluent 1, biodigestor effluent 2, polishing pond affluent, and polishing pond effluent. TS, VS, pH, Chemical Oxygen Demand, (COD) Biochemical Oxygen Demand (BOD), N, P, K, Ca, Mg, Co, Fe, Cu, Zn, Mn elements quantification plus affluent and polish pond effluent Na and Ni content. Viable helminth eggs, Salmonella sp., total and fecal coliform were analyzed in the polish pond affluent and effluent. About the autumn compost piles, they had 10% more volume reduction than the summer ones. The average temperatures were 40ºC during summer and 33ºC during autumn.

Para determinar as variáveis morfogênicas, estruturais e o fluxo de tecidos os tratamentos foram duas intensidades (baixa e moderada) e dois métodos de pastejo (pastejo com lotação contínua e rotacionada). No experimento 1 o bastão graduado apresentou a melhor correlação com a massa de forragem (r2=0,65). No 2 as melhores correlações foram obtidas quando avaliadas as faixas de pós-pastejo para o disco medidor (r2=0,47) e as de pré-pastejo para o bastão graduado (r2=0,36). Para as variáveis morfogênicas e estruturais as intensidades de pastejo foram responsáveis por diferenças na taxa de elongação de folhas (intensidade baixa resultou em maior taxa de elongação) e nas características estruturais (intensidade baixa resultou em menor densidade de perfilhos, maior comprimento e número de folhas vivas). Os métodos de pastejo influenciaram as características morfogênicas (lotação contínua resultou em maior taxa de elongação de folhas, maior taxa de surgimento e tempo de vida das folhas no ciclo de observação I) e estruturais (lotação contínua resultou em maior densidade de perfilhos); bem como foi obtida interação com as intensidades e com os ciclos de avaliação. O fluxo de crescimento (favorecido por lotação rotacionada a baixa intensidade) e de senescência (favorecido por lotação contínua a baixa intensidade) foram afetados pelos tratamentos, enquanto que o fluxo de consumo não foi alterado pelos tratamentos.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-18T11:49:56Z No. of bitstreams: 1 Tamara Claudia de Araujo Gomes.pdf: 2537139 bytes, checksum: 54a9f64891bf0243c8873faa35038b1f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-18T11:49:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tamara Claudia de Araujo Gomes.pdf: 2537139 bytes, checksum: 54a9f64891bf0243c8873faa35038b1f (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / Due to the growing demand for fertilizers, cycling nutrients in the soil-plant system is a fundamental management strategy. This is especially adequate to such crops as sugarcane that yields a high amount of residues. The work was carried out to evaluate the effect of using vinasse to water piles of residues of the sugarcane industry. The quantitative and qualitative aspects of the humic substances in both the compost and the soil were studied in order to assess the agronomic efficiency of these substances for sugarcane cropping. The compost piles consisted of a mixture of sugarcane bagasse, filter cake, cow manure, and Gafsa rock phosphate that were submitted to irrigation with increasing proportions of vinasse (0, 25, 50, 75, 100%). A treatment with the same solid phases (except vinasse) enriched with potassium sulfate and a treatment with filter cake only were included. The results showed that the quality of the composts treated with vinasse was similar to the compost irrigated with water. However adding vinasse to compost increased the cation exchange capacity (CEC). All the composts posed N, C and pH values as well as C/N ratio within the limits set by legislation hence they are suitable for agricultural use. The humic acids in compost, and mainly in the filter cake, were more aliphatic than aromatic. The filter cake presented the highest CEC probably due its fulvic acids concentration. Composting proved to be effective for vinasse recycling, yielding a product with high agronomic value and free of potential polluters. The effects of the composts and filter cake on soil fertility, humic substances, and crop productivity were evaluated for three cycles of sugarcane cropping. The treatments comprised four rates of composts or filter cake (0, 9, 18 and 27 Mg ha-1) plus a control with mineral fertilizers. There was an increase for pH and concentrations of P, Ca, Mg, K and organic matter, being the greatest effect owing to filter cake addition and the lowest to the compost enriched with potassium sulfate. The compost amended with vinasse and potassium sulfate increased water soluble carbon for the 0-10 cm soil depth whereas filter cake increased nitrate contents up to the 40 cm depth. The humic acid in soil treated with filter cake tended to incorporate alkyl carbon and carboxylic groups in its structure, which promote high recalcitrance and reactivity. On the other hand the humic acids in the compost watered with vinasse presented more phenolic compounds. The sugarcane yield depended on the soil fertility improvements due to organic residues added to soil. Such additions resulted in productivity (80 to 96 Mg ha-1) statistically similar to that obtained by mineral fertilizing (79 Mg ha-1). / No cenário de demanda crescente por fertilizantes, a melhoria do processo de ciclagem de nutrientes no sistema solo-planta como estratégia de manejo tem-se mostrado adequada, sobretudo naqueles sistemas de alta produção de resíduos como é o caso da cana-de-açúcar. A presente tese foi desenvolvida com o objetivo de avaliar o efeito da vinhaça na irrigação de leiras de compostagem de resíduos da agroindústria sucro-alcooleira, sobre aspectos quantitativos e qualitativos de substâncias húmicas do composto e do solo, bem como analisar a viabilidade agronômica desses compostos para a cultura da cana-de-açúcar. A fase sólida dos compostos foi constituída por uma mistura única de bagaço de cana de açúcar, torta de filtro, esterco bovino e fosfato natural de Gafsa, os quais foram submetidos à irrigação com concentrações crescentes de vinhaça (0, 25, 50, 75, 100 %). Incluiu-se um tratamento com a mesma formulação sólida enriquecida com sulfato de potássio sem vinhaça e um tratamento unicamente com torta de filtro (TF). Ao final do período de compostagem verificou-se que a qualidade dos compostos com vinhaça foi, em geral, semelhante ao do composto produzido com água, apresentando, no entanto, a vantagem de possuir maior capacidade de troca catiônica; todos o compostos obtidos apresentaram valores de N, C, pH e relação C/N dentro dos limites fixados pela legislação vigente, sendo considerados adequados para uso agrícola; os ácidos húmicos dos compostos e, principalmente, da torta de filtro mostraram ter composição consideravelmente mais alifática que aromática; a torta de filtro apresentou maior capacidade de troca catiônica que os compostos, a qual é devida principalmente aos ácidos fúlvicos; a compostagem mostrou-se eficiente na reciclagem da vinhaça favorecendo a sua transformação em um insumo de alto valor agronômico isento do potencial poluidor original. Durante três ciclos de cultivo de cana-de-açúcar, os seis compostos orgânicos e torta de filtro processados foram avaliados quanto à sua influência sobre a fertilidade e substâncias húmicas de um Argissolo Amarelo Distrocoeso típico, bem como sobre a produtividade da cultura. Os tratamentos foram constituídos pela aplicação de quatro doses (0, 9, 18 e 27 Mg ha-1) dos compostos e torta de filtro, tendo-se acrescentado uma testemunha absoluta e uma testemunha com fertilização mineral. Os resultados mostraram que: houve elevação do pH do solo e incrementos nos teores de Ca, Mg, K, MO e, principalmente, P, com os maiores efeitos tendo sido proporcionados pela torta de filtro e os menores, pelo composto enriquecido com sulfato de potássio; os compostos que receberam vinhaça e o que recebeu sulfato de potássio aumentaram os teores de carbono solúvel em água na camada de 0-10 cm de profundidade, enquanto que a torta de filtro aumentou os teores de nitrato até os 40 cm; os ácidos húmicos do solo com torta de filtro mostrou indícios de incorporação de C-alquílico e grupamentos carboxílicos em sua estrutura, conferindo-lhe maior resistência à degradação e reatividade; os ácidos húmicos do composto irrigado com vinhaça pura mostraram a incorporação de grupamentos fenólicos os quais têm impacto positivo sobre a CTC; a produtividade da cana refletiu o estado geral da fertilidade do solo proporcionado pelo uso dos compostos orgânicos e torta de filtro em estudo, resultando em valores (80 a 96 Mg ha-1), estatisticamente semelhantes ao do tratamento com fertilização mineral (79 Mg ha-1).

Orientadores: Fabiana Fantinatti Garboggini, Suzan Pantaroto de Vasconcellos / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-24T14:10:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kimura_GiselleKobata_M.pdf: 1372257 bytes, checksum: 0fad6fec65eb0d479d24daeddec4aeef (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Bactérias e fungos têm sido largamente explorados devido às suas habilidades em produzir uma grande variedade de enzimas, entre elas, as celulases que se destacam devido ao seu potencial em degradar materiais lignocelulósicos em açúcares fermentáveis, que podem então ser convertidos, por exemplo, em biocombustíveis. O presente trabalho visou a bioprospecção de bactérias isoladas a partir do processo de compostagem realizado pela Fundação Parque Zoológico de São Paulo (FPZSP), quanto à produção de enzimas celulolíticas, além da caracterização taxonômica das linhagens de interesse. Para tanto, os micro-organismos oriundos do processo de compostagem da FPZSP foram isolados, preservados e caracterizados macroscopicamente. Dentre as linhagens isoladas, 168 foram testadas numa triagem qualitativa para a produção de celulases, obtendo-se 135 micro-organismos com potencial celulolítico evidenciado pela formação de halos de hidrólise em meio de cultura contendo carboximetilcelulose. Destes, 10 linhagens apresentaram halos translúcidos com diâmetros entre 1,3 cm e 1,9 cm, as quais foram avaliadas quanto a atividade celulotíca em ensaios quantitativos monitorados durante 7 dias, em duas condições de pH distintas: 4,8 e 7,4. Os melhores tempos de incubação verificados foram de sete e cinco dias para os valores de pH 4,8 e 7,4, respectivamente. Em seguida, foram selecionados linhagens para os ensaios de delineamento experimental e otimização das atividades enzimáticas. No planejamento P&B, a melhor atividade celulolítica verificada foi de 3,6392 FPU/mL obtida a partir da linhagem FPZSP 143, no pH 4,8. Esta linhagem foi então selecionada e o planejamento do tipo Delineamento Composto Central Rotacional ¿ DCCR aplicado, promovendo dessa maneira, um aumento 0,4574 FPU/mL em relação ao experimento do planejamento anterior. Posteriormente, o experimento foi validado e o resultado máximo alcançado para atividade celulolítica da linhagem FPZSP 143 foi de 4,6435 FPU/mL. Cinco linhagens selecionadas com atividade celulolítica foram identificadas por análise de sequências do gene RNA ribossomal 16S como membros do gênero Bacillus, bactérias frequentemente encontradas em ambientes da compostagem e que tem sido largamente reportada como produtoras de enzimas celulolíticas. O processo de compostagem demonstrou ser um ambiente em potencial para a produção de celulases de interesse para diversos ramos da indústria, sendo os representantes do gênero Bacillus os melhores produtores de enzimas celulolíticas. Embora as bactérias tenham sido isoladas de um ambiente com pH em torno de 7,4, há um potencial para a produção de celulases em pH mais ácidos, evidenciando sua aplicabilidade em diferentes condições. Essa característica torna-se relevante quando se leva em consideração os processos industriais, onde uma condição diferente e específica é exigida em cada processo, tornando as enzimas celulolíticas oriundas de processo de compostagem grandes aliadas no desenvolvimento e otimização de processos industriais / Abstract: Bacteria and fungi have been extensively explored due to their ability to produce a variety of enzymes, including the cellulases that stand out because of their potential to degrade lignocellulosic materials to fermentable sugars, which can then be converted, for example, in biofuels. The present work aimed bioprospecting of bacteria isolated from the composting process conducted by Fundação Parque Zoológico de São Paulo (FPZSP), for the production of cellulolytic enzymes and the taxonomic characterization of strains of interest. For both, the microorganisms derived from the composting process of FPZSP were isolated, preserved and characterized macroscopically. Among the isolates, 168 were tested for production in a qualitative screening of cellulases, obtaining 135 cellulolytic microorganisms with potential evidenced by the formation of halos of hydrolysis in culture medium containing carboxymethylcellulose. These, 10 strains showed translucent halos with diameters between 1.3 cm and 1.9 cm, which were evaluated for activity in cellulolytic quantitative assays monitored for 7 days under two different pH conditions: 4.8 and 7.4. The best times of incubation recorded were seven and five days to pH 4.8 and 7.4, respectively. Then, strains for testing experimental design and optimization of enzymatic activities were selected. In Planning P&B, the best cellulolytic activity verified was 3.6392 FPU/mL obtained from FPZSP 143, at pH 4.8. This strain was selected and the DCCR applied, thus promoting an increase of 0.4574 FPU/mL compared to the previous experiment planning. Subsequently, the experiment was validated and the maximum score achieved for cellulolytic activity FPZSP 143 strain was 4.6435 FPU/mL. Five strains with cellulolytic activity were identified by sequence analysis of the 16S ribosomal RNA gene as members of the genus Bacillus, bacteria frequently encountered in composting environments and has been widely reported as producing cellulolytic enzymes. The composting process proved to be a potential environment for the production of cellulases of interest for various branches of industry, being the representatives of the genus Bacillus the best producers of cellulolytic enzymes. Although bacteria have been isolated from an environment with a pH around 7.4, there is a potential for the production of cellulases in more acidic pH, indicating their applicability in different conditions. This feature becomes important when one takes into account the industrial processes, where a different and specific condition is required in each case, making the cellulolytic enzymes derived from composting process a good allied in developing and industrial process optimization / Mestrado / Microbiologia / Mestra em Genética e Biologia Molecular

Orientadores: Ana Rita Morales, Maria Aparecida Marin-Morales / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T13:30:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Souza_PatriciaMoraesSinohara_M.pdf: 5897831 bytes, checksum: ff702db4dd4540ec41606b5fd8a007e3 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Neste estudo, foram preparados nanocompósitos de PLA e argilas organofílicas Cloisite 20A e Cloisite 30B, pelo método de intercalação do fundido. Os materiais foram caracterizados mediante Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A influência das argilas organofílicas no processo de biodegradação do PLA foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização do PLA e dos nanocompósitos pela norma ISO 14855-2, em condições simuladas de compostagem. Também foi avaliada a influência das argilas no processo de degradação hidrolítica do PLA, pela análise visual e monitoramento de peso molecular após os períodos de 15 e 30 dias de degradação em composto. Diante da falta de informação relacionada à ecotoxicidade de polímeros biodegradáveis, a avaliação de efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos do composto orgânico após a degradação dos materiais foi realizada empregando o bioensaio com o organismo teste Allium cepa. Os nanocompósitos preparados apresentaram estrutura intercalada, evidenciada pela análise de DRX. As micrografias obtidas por MET permitiram a observação de diferentes níveis de dispersão, incluindo regiões esfoliadas. Foram verificadas, após a incorporação das argilas organofílicas, a redução da estabilidade térmica e o aumento do grau de cristalinidade do PLA, pelas análises de TGA e DSC, respectivamente. Com relação às medidas de mineralização, notou-se que a argila Cloisite 20A não apresentou influência significativa na biodegradação do PLA. Por outro lado, a argila Cloisite 30B levou à redução dos valores de mineralização comparados com o polímero puro, o que pode estar relacionado à atividade antimicrobiana de seu agente modificador. Na avaliação da degradação hidrolítica, notou-se que a presença de argilas organofílicas pode diminuir a taxa de degradação, possivelmente pela atuação de suas camadas como barreira. Ainda assim, mesmo no caso dos nanocompósitos, a redução do peso molecular foi significativa indicando que o processo de compostagem é favorável para a cisão de cadeia do polímero nos materiais em estudo. Na análise realizada por meio do bioensaio com o organismo teste Allium cepa, foi verificado que, após a degradação do PLA e dos nanocompósitos, o composto orgânico apresentou redução do índice mitótico e aumento da indução das alterações cromossômicas, de forma estatisticamente significativa em relação ao controle negativo do ensaio (água destilada). Pela comparação dos resultados obtidos para os nanocompósitos em relação ao polímero puro, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas. Os tipos de aberrações cromossômicas observadas indicam um efeito genotóxico dos materiais, possivelmente relacionado a uma ação aneugênica dos produtos de degradação do PLA / Resumo: Neste estudo, foram preparados nanocompósitos de PLA e argilas organofílicas Cloisite 20A e Cloisite 30B, pelo método de intercalação do fundido. Os materiais foram caracterizados mediante Difração de Raios-X (DRX), Microscopia Eletrônica de Transmissão (MET), Análise Termogravimétrica (TGA) e Calorimetria Diferencial Exploratória (DSC). A influência das argilas organofílicas no processo de biodegradação do PLA foi avaliada pela quantificação da taxa de mineralização do PLA e dos nanocompósitos pela norma ISO 14855-2, em condições simuladas de compostagem. Também foi avaliada a influência das argilas no processo de degradação hidrolítica do PLA, pela análise visual e monitoramento de peso molecular após os períodos de 15 e 30 dias de degradação em composto. Diante da falta de informação relacionada à ecotoxicidade de polímeros biodegradáveis, a avaliação de efeitos citotóxicos, genotóxicos e mutagênicos do composto orgânico após a degradação dos materiais foi realizada empregando o bioensaio com o organismo teste Allium cepa. Os nanocompósitos preparados apresentaram estrutura intercalada, evidenciada pela análise de DRX. As micrografias obtidas por MET permitiram a observação de diferentes níveis de dispersão, incluindo regiões esfoliadas. Foram verificadas, após a incorporação das argilas organofílicas, a redução da estabilidade térmica e o aumento do grau de cristalinidade do PLA, pelas análises de TGA e DSC, respectivamente. Com relação às medidas de mineralização, notou-se que a argila Cloisite 20A não apresentou influência significativa na biodegradação do PLA. Por outro lado, a argila Cloisite 30B levou à redução dos valores de mineralização comparados com o polímero puro, o que pode estar relacionado à atividade antimicrobiana de seu agente modificador. Na avaliação da degradação hidrolítica, notou-se que a presença de argilas organofílicas pode diminuir a taxa de degradação, possivelmente pela atuação de suas camadas como barreira. Ainda assim, mesmo no caso dos nanocompósitos, a redução do peso molecular foi significativa indicando que o processo de compostagem é favorável para a cisão de cadeia do polímero nos materiais em estudo. Na análise realizada por meio do bioensaio com o organismo teste Allium cepa, foi verificado que, após a degradação do PLA e dos nanocompósitos, o composto orgânico apresentou redução do índice mitótico e aumento da indução das alterações cromossômicas, de forma estatisticamente significativa em relação ao controle negativo do ensaio (água destilada). Pela comparação dos resultados obtidos para os nanocompósitos em relação ao polímero puro, não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas. Os tipos de aberrações cromossômicas observadas indicam um efeito genotóxico dos materiais, possivelmente relacionado a uma ação aneugênica dos produtos de degradação do PLA / Abstract: In this study, nanocomposites of PLA with organoclays Cloisite 20A and Cloisite 30B were prepared by the melt intercalation method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The influence of organoclays in the biodegradation process of PLA was assessed by quantifying the rate of mineralization according to ISO 14855-2, in simulated composting conditions. The influence of clays on the hydrolytic degradation process of PLA was also investigated by visual analysis and monitoring of molecular weight after periods of 15 and 30 days of degradation in organic compost. Given the lack of information related to ecotoxicity of biodegradable polymers, the assessment of citotoxic, genotoxic and mutagenic effects of the organic compost, after the materials degradation, was carried out using the bioassay with Allium cepa as test organism. The nanocomposites presented an intercalated structure, evidenced by XRD analysis. The TEM micrographs allowed the observation of different dispersion levels, including exfoliated regions. After incorporation of organoclays, a reduction of thermal stability and an increasing in the degree of crystallinity of the PLA were observed by TGA and DSC analysis, respectively. In respect to the mineralization, it was noted that the clay Cloisite 20A showed no significant influence on the biodegradation of PLA. On the other hand, the clay Cloisite 30B led to decreased levels of mineralization compared to the polymer, which may be related to an antimicrobial activity of its modifying agent. In the evaluation of hydrolytic degradation it was verified that the presence of organoclays can decrease the rate of degradation possibly by the action of its layers as a barrier. Nevertheless, even in the case of nanocomposites, the molecular weight reduction was significant, indicating that the composting process is favorable to the chain scission of the polymer in the studied materials. In the analysis performed by the bioassay using the test organism Allium cepa, it was verified that after degradation of PLA and the nanocomposites, the organic compost showed an reduction of the mitotic index and an increasing in the induction of chromosomal abnormalities. These results were statistically significant in relation to negative control (distilled water). By comparing the results obtained for the nanocomposites in relation to pure polymer, there were no statistically significant differences. The types of chromosomal aberrations observed indicate a possible genotoxic effect of materials, which may be related to an aneugenic action of the degradation products of PLA / Abstract: In this study, nanocomposites of PLA with organoclays Cloisite 20A and Cloisite 30B were prepared by the melt intercalation method. The materials were characterized by X-ray diffraction (XRD), Transmission Electron Microscopy (TEM), Thermogravimetric analysis (TGA) and Differential Scanning Calorimetry (DSC). The influence of organoclays in the biodegradation process of PLA was assessed by quantifying the rate of mineralization according to ISO 14855-2, in simulated composting conditions. The influence of clays on the hydrolytic degradation process of PLA was also investigated by visual analysis and monitoring of molecular weight after periods of 15 and 30 days of degradation in organic compost. Given the lack of information related to ecotoxicity of biodegradable polymers, the assessment of citotoxic, genotoxic and mutagenic effects of the organic compost, after the materials degradation, was carried out using the bioassay with Allium cepa as test organism. The nanocomposites presented an intercalated structure, evidenced by XRD analysis. The TEM micrographs allowed the observation of different dispersion levels, including exfoliated regions. After incorporation of organoclays, a reduction of thermal stability and an increasing in the degree of crystallinity of the PLA were observed by TGA and DSC analysis, respectively. In respect to the mineralization, it was noted that the clay Cloisite 20A showed no significant influence on the biodegradation of PLA. On the other hand, the clay Cloisite 30B led to decreased levels of mineralization compared to the polymer, which may be related to an antimicrobial activity of its modifying agent. In the evaluation of hydrolytic degradation it was verified that the presence of organoclays can decrease the rate of degradation possibly by the action of its layers as a barrier. Nevertheless, even in the case of nanocomposites, the molecular weight reduction was significant, indicating that the composting process is favorable to the chain scission of the polymer in the studied materials. In the analysis performed by the bioassay using the test organism Allium cepa, it was verified that after degradation of PLA and the nanocomposites, the organic compost showed an reduction of the mitotic index and an increasing in the induction of chromosomal abnormalities. These results were statistically significant in relation to negative control (distilled water). By comparing the results obtained for the nanocomposites in relation to pure polymer, there were no statistically significant differences. The types of chromosomal aberrations observed indicate a possible genotoxic effect of materials, which may be related to an aneugenic action of the degradation products of PLA / Mestrado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Mestra em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leocir_ Jose Carneiro.pdf: 2032784 bytes, checksum: 70951dc8c3e52992655503e27eeb1640 (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / The quality of an organic compound has been measured by the variability of some variables cited by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA). Thus, this trial aimed at monitoring the quality on organic compost production at Compostec company based on statistical control quality (SCQ). The company is located on 317-PR Highway, KM 06, Rural Zone in Toledo city, Paraná. The samples were collected from 01/04/2014 to 04/01/2015. There were 21 piles and from each one of them five samples were collected, so there was a total of 105 samples. The analyzed variables were: moisture, pH, electrical conductivity (EC), carbon, nitrogen, phosphorus, potassium, carbon/nitrogen ratio, cation exchange capacity (CEC), CEC/C ratio, cadmium, lead, copper and zinc. The Shewhart control chart was calculated to obtain the process capability index for each variable. The SQC was shown to be applicable to companies that produce organic compost based on composting in plowed piles. The process did not show statistical control in any of the variables analyzed, but the company can produce organic compound based on the rules and/or safe limits in relation to: moisture, pH, EC, P, K, CEC. The production process is acceptable in relation to C, N and C/N ratio, but ineffective to CEC/C ratio, Cu, Zn, Cd and Pb. The variables that best represent the compound quality and can be easily monitored with control charts are C, N and C/N ratio. / A qualidade de um composto orgânico é medida pela variabilidade de algumas variáveis citadas pelo Ministério de Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA). Assim, esta pesquisa objetivou monitorar a qualidade na produção de composto orgânico na empresa Compostec por controle estatístico de qualidade (CEQ). A empresa está localizada na Rodovia PR 317, KM 06, Zona Rural do município de Toledo-PR. As amostras foram coletadas no período de 01/04/2014 a 01/04/2015. Coletaram-se cinco amostras por leira em um total de 21 leiras, totalizando 105 amostras. As variáveis analisadas foram: umidade, pH, condutividade elétrica (CE), carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, relação carbono/nitrogênio, capacidade de troca catiônica (CTC), relação CTC/C, cádmio, chumbo, cobre e zinco. Construiu-se o gráfico de controle de Shewhart e calculou-se o índice de capacidade do processo para cada variável. A CEQ mostrou-se aplicável para empresas que produzem composto orgânico a partir da compostagem em leiras revolvidas. O processo não apresentou controle estatístico em nenhuma das variáveis analisadas e a empresa é capaz de produzir composto orgânico dentro das normas e/ou limites seguros em relação à (ao): umidade, pH, CE, P, K, CTC. O processo é aceitável em relação às variáveis C, N e à relação C/N, porém é incapaz em relação à CTC/C, Cu, Zn, Cd e Pb. As variáveis que melhor representam a qualidade do composto e são mais fáceis de monitorar com gráficos de controle são C, N e relação C/N.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leocir_ Jose Carneiro.pdf: 2032784 bytes, checksum: 70951dc8c3e52992655503e27eeb1640 (MD5) Previous issue date: 2016-02-12 / The quality of an organic compound has been measured by the variability of some variables cited by the Ministry of Agriculture, Livestock and Supply (MAPA). Thus, this trial aimed at monitoring the quality on organic compost production at Compostec company based on statistical control quality (SCQ). The company is located on 317-PR Highway, KM 06, Rural Zone in Toledo city, Paraná. The samples were collected from 01/04/2014 to 04/01/2015. There were 21 piles and from each one of them five samples were collected, so there was a total of 105 samples. The analyzed variables were: moisture, pH, electrical conductivity (EC), carbon, nitrogen, phosphorus, potassium, carbon/nitrogen ratio, cation exchange capacity (CEC), CEC/C ratio, cadmium, lead, copper and zinc. The Shewhart control chart was calculated to obtain the process capability index for each variable. The SQC was shown to be applicable to companies that produce organic compost based on composting in plowed piles. The process did not show statistical control in any of the variables analyzed, but the company can produce organic compound based on the rules and/or safe limits in relation to: moisture, pH, EC, P, K, CEC. The production process is acceptable in relation to C, N and C/N ratio, but ineffective to CEC/C ratio, Cu, Zn, Cd and Pb. The variables that best represent the compound quality and can be easily monitored with control charts are C, N and C/N ratio. / A qualidade de um composto orgânico é medida pela variabilidade de algumas variáveis citadas pelo Ministério de Agricultura Pecuária e Abastecimento (MAPA). Assim, esta pesquisa objetivou monitorar a qualidade na produção de composto orgânico na empresa Compostec por controle estatístico de qualidade (CEQ). A empresa está localizada na Rodovia PR 317, KM 06, Zona Rural do município de Toledo-PR. As amostras foram coletadas no período de 01/04/2014 a 01/04/2015. Coletaram-se cinco amostras por leira em um total de 21 leiras, totalizando 105 amostras. As variáveis analisadas foram: umidade, pH, condutividade elétrica (CE), carbono, nitrogênio, fósforo, potássio, relação carbono/nitrogênio, capacidade de troca catiônica (CTC), relação CTC/C, cádmio, chumbo, cobre e zinco. Construiu-se o gráfico de controle de Shewhart e calculou-se o índice de capacidade do processo para cada variável. A CEQ mostrou-se aplicável para empresas que produzem composto orgânico a partir da compostagem em leiras revolvidas. O processo não apresentou controle estatístico em nenhuma das variáveis analisadas e a empresa é capaz de produzir composto orgânico dentro das normas e/ou limites seguros em relação à (ao): umidade, pH, CE, P, K, CTC. O processo é aceitável em relação às variáveis C, N e à relação C/N, porém é incapaz em relação à CTC/C, Cu, Zn, Cd e Pb. As variáveis que melhor representam a qualidade do composto e são mais fáceis de monitorar com gráficos de controle são C, N e relação C/N.

A definição mais amplamente aceita estabelece que compostagem é a decomposição controlada, exotérmica e bioxidativa de materiais de origem orgânica por microorganismos autóctones, num ambiente úmido, aquecido e aeróbio, com produção de dióxido de carbono, água, minerais e uma matéria orgânica estabilizada, definida como composto. Em função do potencial inerente aos compostos orgânicos tem-se observado sua crescente utilização na agricultura, tomando lugar dos fertilizantes minerais. Devido à disponibilidade e baixo custo na região de São Carlos-SP, os compostos a serem utilizados foram provenientes de resíduos de poda de árvores, bagaço de laranja, torta de filtro e esterco bovino. A humanidade produz uma grande quantidade de tipos de resíduos, os quais podem ser utilizados como matéria-prima no processo de compostagem. A poda de árvores é um resíduo facilmente encontrado tanto na zona rural como nas cidades, sendo geralmente descartada. Nas cidades este descarte pode se tornar um problema, na medida em que aumenta o volume de lixo produzido, sobrecarregando os depósitos ou aterros sanitários. O bagaço de laranja é o principal subproduto da indústria de processamento de citrus, correspondendo a cerca de 45% da massa total da fruta e pode se tornar um grande problema para indústria, pois se deteriora muito rápido durante a estocagem. A torta de filtro é um resíduo proveniente da indústria sucroalcooleira e é obtido do processo de clarificação do caldo de cana. O esterco bovino é um resíduo amplamente usado in natura como adubo orgânico, porém, o processo de compostagem torna-o mais estável e otimiza suas propriedades fertilizantes. De maneira geral, a influência dos compostos orgânicos na produção vegetal e na fertilidade do solo requer mais estudos devido à complexidade dos agroecossistemas. O objetivo desse trabalho foi avaliar a influência de diferentes compostos orgânicos nas doses selecionadas, na produção da planta medicinal Ocimum selloi Benth em um solo tropical arenoso (Latossolo Vermelho-Amarelo distrófico, coletado na Fazenda Canchin, na região de São Carlos-SP), em comparação com fertilizante mineral. Para observar os efeitos da adubação orgânica ou mineral foram analisados os ácidos húmicos extraídos dos solos utilizando espectroscopia na região do infravermelho próximo com transformada de Fourier, fluorescência e análise elementar. Para a análise do solo intacto utilizou-se a fluorescência induzida por laser e espectrsocopia na região do infravermelho médio. Também foram realizadas análises de fertilidade do solo e do tecido vegetal, bem como analíses para avaliação do desenvolvimento vegetal. A análise estatística dos dados (Análise de Componetes Principais) de fertilidade do tecido vegetal e do solo, e dos dados de NIRS, mostraram uma separação dos tratamentos em dois grupos. Foi possível verificar que o tratamento L2 foi o mais próximo do tratamento com adubação mineral, enquanto que os tratamentos L1, L3 e L4 ficaram mais próximos ao tratamento referência (sem adubação). Esses resultados são condizentes com o diagnóstico nutricional das plantas pelo método visual, além de serem similares com as análises químicas e espectroscópicas feitas por Fialho et al. (2010). Experimentos de infravermelho com transformada de Fourier forneceram espectros com bandas características de grupos alifáticos para o ácido húmico extraído do lodo, comprovando seu alto grau de alifaticidade. Dados de fluorescência utilizando diferentes metodologias e fluorescência induzida por laser, de amostras de solo intacto, apresentaram comportamento similar. É importante salientar, que de maneira geral, o tratamento L2 (adubação com composto que possue como material de partida esterco bovino e poda de árvores) é o mais similar ao fertilizante mineral, podendo trazer maiores benefícios quando aplicados ao solo em questão. De modo geral constata-se a viabilidade do uso de compostos orgânicos como alternativa ao uso de fertilizantes minerais, contudo o manejo e as implicações na nutrição de plantas e a plena produtividade das culturas ainda representa desafio importante para as pesquisas. / The most widely accepted definition about composting is that it is a controlled exothermic and bioxidative decomposition of organic materials by autochthonous microorganisms, resulting in a wet, warm and aerobic environment, with production of carbon dioxide, water, minerals and, a stabilized organic matter, defined as compost. Due to the availability and low cost in the region of São Carlos-SP, the organic composts used came from waste of tree pruning, orange bagasse, filter cake and manure. The humanity produces a lot of kinds of residues which can be use as raw material in composting production. Pruning trees is a waste easily found in both rural and urban areas, and they are generally discarded. In the cities, this disposal may become a problem, because it increases the volume of produced waste, overloading quickly deposits or landfills. The orange peel is the main by-product of citrus industry, representing about 45% of the total weight of the fruit and it can becomes a major problem for industry, because it deteriorates very rapidly during storage. The filter cake is a residue from the ethanol industry and is obtained from the solid precipitate from the sugarcane juice clarification (to produce sugar or ethanol) and, the boiler ash. The bovine manure is a waste widely used in natura as organic fertilizer however; the composting process makes it more stable and enhances its fertilizing properties. In general, the influence of organic composts in plant production and soil fertility requires more studies due to the complexity of agroecosystems. The objective of this work was to evaluate the influence of different composts and selected doses, on the production of the medicine plant Ocimum selloi Benth in a tropical sandy soil (colleted at Canchin Farm in the region of the city of São Carlos, São Paulo state), in comparison to mineral fertilizer. The studies showed differences between composts applied in the soil. Non-additional application of mineral fertilizers was done. The results were compared with the former ones observed by Fialho et al. (2010), using chemical and spectroscopic methods to evaluate the compost humification. Analysis of fertility of the soils under organic composts application or not, analysis of fertility of plant tissues (leaves) and analysis for evaluation of plant development were done to evaluate the performance of the tested treatments (L1, L2, L3 and L4). In order to observe the effects of the composts addition, the humic acids extracted from soils were analyzed by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), fluorescence spectroscopy and elementar analysis. To analyse the intact soil laser induced fluorescence (LIF) and near-infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was used. The results obtained with Principal Component Analysis (PCA) of fertility analysis of plant tissues and soils and NIRS, showed the treatments were separated into two main clusters. It was possible to verify the treatment called L2 and were nearest to commercial treatment (mineral fertilizer) and in the L1, L3 and L4 were nearest to the reference samples. These results are consistent with the nutritional diagnosis of plants by the visual method, and are similar to the chemical and spectroscopic analysis made by Fialho et al. (2010).The results obtained by Fourier transformed infrared showed spectra with characteristic bands from aliphaticity groups for humic acid from organic composts, confirming their high aliphacitity degree. Data from fluorescence utilizing different methodologies and laser induced fluorescence, from intact soil, showed similar results. Importantly, that in general, treatment L2 is most similar to mineral fertilizer, and can bring greater benefits when applied to the soil in question. Overall it appears the feasibility of using organic composts as an alternative to the use of mineral fertilizers, but management and the implications for plant nutrition and optimum crop yield still represents an important challenge for research.

Este trabalho teve como objetivo analisar, através de uma abordagem metagenômica/computacional, a variação do conteúdo gênico e do potencial metabólico das comunidades microbianas associadas a dois ambientes da Fundação Parque Zoológico de São Paulo: um reservatório artificial, o Lago São Francisco e o sistema de compostagem de resíduos do parque. Para o estudo do primeiro ambiente, amostras foram coletadas mensalmente no Lago São Francisco de outubro de 2012 a setembro de 2013 e submetidas ao sequenciamento metagenômico. Esse estudo mostrou que agrupamentos de amostras de uma mesma estação são estatisticamente suportados. As coocorrências de espécies, com suporte estatístico alto, foram estabelecidas e representadas em uma rede separada em 60 grupos ou módulos. A maioria dos grandes módulos foram formados quase exclusivamente por espécies do mesmo filo, indicando possíveis mecanismos de resposta a fatores ambientais e à presença de nutrientes ao invés da pura interação entre espécies. Os fatores que levaram à variação dos táxons também influenciaram o potencial metabólico da comunidade: embora os módulos metabólicos de forma geral estivessem distribuídos ao longo dos meses, alguns se destacaram pela variação intensa, principalmente na amostra de novembro de 2012. Para o estudo do segundo ambiente, foram analisados dois conjuntos de dados de sequenciamento metagenômico gerados a partir de amostras seriadas coletadas ao longo do processo de compostagem. Nos dias iniciais do processo de compostagem, os mais discrepantes, houve uma super-representação de módulos metabólicos relacionados principalmente ao metabolismo de carboidratos e à síntese de aminoácidos. Em conjunto, os dados obtidos nesse estudo indicaram uma comunidade microbiana com potencial metabólico variando direcionalmente em função dos compostos inicialmente presentes ou oriundos do substrato, em função da presença de oxigênio e em função da etapa do processo. / This project aimed to analyze, through a computational approach, the change of gene content and metabolic potential in metagenomes from two microbiomes from São Paulo Zoo Park Foundation: an artificial reservoir, Lake São Francisco, and the compost systems in the park. For the study on the first microbiome, samples were monthly collected in Lake São Francisco from October 2012 to September 2013 and submitted to metagenomic sequencing. This study showed that clustering of the samples from a same season is statistically supported. The species co-occorrences, with high statistical support, were established and represented in a network composed by 60 groups or modules. The most biggest modules were formed almost exclusively by species of the same phylum, pointing possible response mechanisms to environmental factors and to presence of nutrients instead of the simple species interaction. The factors which leaded to taxa variation also influenced the metabolic potential of the community: although the metabolic modules generally are spreaded through the months, some highlighted because the intense variation, mainly in the sample from November 2012. For the latter environment, two metagenomic datasets were analyzed from serial samples collected throughout the composting process. In the initial days of composting process, the most discrepant, there was an uprepresentation of metabolic modules related to carbohydrates metabolism and amino acids synthesis. All data in this study indicated a microbial community with metabolic potential varying according to nutrientes, oxygen presence and process stage.

Submitted by Ricardo Cedraz Duque Moliterno (ricardo.moliterno@uefs.br) on 2017-10-05T21:36:43Z No. of bitstreams: 1 Tese final - ADRIANO.pdf: 2461586 bytes, checksum: 48e769e7d6c00fd91d7097d08526ba89 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-05T21:36:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese final - ADRIANO.pdf: 2461586 bytes, checksum: 48e769e7d6c00fd91d7097d08526ba89 (MD5) Previous issue date: 2017-03-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / Over the past few years, lentic environments have been suffering from the degradation of the quality and quantity of their waters, due to intense anthropogenic activity. However, studies from the analyses of heavy metals in water, sediments and aquatic macrophytes constitute one of the fundamental steps for lentic environment management and monitoring, since they represent major natural resources for various activities in the economy, health, landscaping, and even in the cycling of nutrients. As a part of this ecosystem, the aquatic macrophytes can, due to their great production of biomass, be reused in agriculture as organic fertilizers by means of composting. Organic fertilizers exert great physical, chemical, and biological benefits to the soil and vegetation. However, the heavy metals that come from fertilized chemicals, when used indiscriminately, can accumulate in excess in the tissue of aquatic macrophytes. This can make their use as organic fertilizers inviable, because they can be translocated to the edible parts of the vegetation, such as the bean grains, causing serious health risks to humans and animals. In this sense, this work had as an aim: quantify the level of heavy metals in the compartments (water, sediments, Salvinia auriculata, and Cabomba caroliniana) from the Marimbus wetlands; characterize the organic fertilizers stemming from aquatic macophytes and determine the presence of the heavy metals Pb and Cd in the bean grains according to the relevant legislation for each material. Samples were collected from water, sediments, S. auriculata and C. caroliniana. The process of aerobic composting with macrophytes was done in which the levels of pH, temperature, nutrients and humidity were analyzed. The planting of the common bean (Phaseolus vulgaris L.) was effectively implemented with organic fertilizers coming from the macrophytes. Subsequently, in each step, heavy metals were analyzed in samples of water, sediments, Salvinia auriculata, Cabomba caroliniana, organic fertilizers and bean grains through the air-acetylene flame atomic absorption spectrophotometry method. In relation to water and sediments, the results obtained showed that the levels of heavy metals are within the limits established by the current legislation. The raw materials used as substrates in the composting showed satisfactory physical and chemical parameters as organic components to be applied in agricultural activities. As to the presence of heavy metals in bean grains, a Ph was detected with inadequate levels for human consumption. Thus, it was concluded that the macrophytes are of vital importance to guarantee the various uses of water in the hydric sources as well as viable for the production of organic fertilizers, but they should be used in agriculture with restrictions. / Ao longo dos ?ltimos anos, os ambientes l?nticos v?m sofrendo com a degrada??o da qualidade e quantidade de suas ?guas, devido ? intensa atividade antr?pica. Os estudos das an?lises de metais pesados em ?gua, sedimento e macr?fitas aqu?ticas constituem um dos passos fundamentais para o gerenciamento e monitoramento dos ambientes l?nticos, visto que eles representam grandes riquezas naturais para diversas atividades na economia, na sa?de, no paisagismo e at? mesmo na ciclagem de nutrientes. Como parte deste ecossistema encontram-se as macr?fitas aqu?ticas que devido a sua grande produ??o de biomassa, podem ser reutilizadas na agricultura como composto org?nico por meio da compostagem. Os compostos org?nicos exercem grandes benef?cios f?sicos, qu?micos e biol?gicos ao solo e aos vegetais. Contudo, os metais pesados provenientes dos fertilizantes qu?micos, quando usados indiscriminadamente, podem ser acumulados em excesso nos tecidos de macr?fitas aqu?ticas. Isso pode inviabilizar seu uso como composto org?nico, pois podem ser translocados para as partes comest?veis dos vegetais como frutos e sementes causando s?rios riscos a sa?de do homem e dos animais. Neste sentido, este trabalho teve como objetivo quantificar o teor de metais pesados dos compartimentos (?gua, sedimento, Salvinia auriculata e Cabomba caroliniana) do Pantanal dos Marimbus, caracterizar os compostos org?nicos provenientes das macr?fitas e determinar a presen?a dos metais pesados Pb e Cd nos gr?os de feij?o em fun??o das legisla??es pertinentes para cada material. Foram coletadas as amostras de ?gua, sedimento, S. auriculata e C. caroliniana. Realizou-se o processo de compostagem aer?bia com as macr?fitas no qual foram analisados os teores de pH, temperatura, nutrientes e umidade. Realizou-se o plantio de feij?o comum (Phaseolus vulgaris L.) com compostos org?nicos proveniente das macr?fitas. Posteriormente a cada etapa, foram analisados os metais pesados nas amostras de ?gua, sedimento, Salvinia auriculata, Cabomba caroliniana, compostos org?nicos e gr?os de feij?o pelo m?todo de Espectrofotometria de absor??o at?mica de chama ar-acetileno. Em rela??o ? ?gua e sedimento, os resultados obtidos evidenciaram que os teores de metais pesados est?o dentro dos limites pela legisla??o vigente. As mat?rias primas utilizadas como substratos na compostagem apresentaram par?metros f?sicos e qu?micos satisfat?rio como compostos org?nicos para serem aplicados nas atividades agr?colas. J? com rela??o ? presen?a de metais pesados nos gr?os de feij?o, foi detectado Pb com limites inadequados para consumo humano. Dessa forma, concluiu-se que as macr?fitas s?o de vital import?ncia para garantir os diversos usos da ?gua no manancial h?drico e vi?veis para produ??o de compostos org?nicos, por?m podem ser utilizados na agricultura com restri??es.