Soil is a critical component of the global sulfur (S) cycle acting as source and a sink for various S species and mediating changes of S oxidation states. However, very little is known about the identities of these specific organic and inorganic S containing molecules, especially in Brazilian soils under no-tillage (NT) system. Thus, the objectives of this study were: (i) to report long and medium term effects of the application of lime and up to 12 t ha-1 of phosphogypsum (PG) in samples from two Oxisols collected in field experiments carried out under no-tillage (NT) systems; (ii) to assess the effect of PG application on the amount, form and distribution of organic and inorganic S pools in soils under NT comparing to a natural forest ; (iii) to investigate C, N and S mineralization/immobilization in soil samples affected by plant residues and biochar, thus identifying the major transformations in the S fractions. After 13 years of lime application in a loamy Oxisol, changes in soil acidity and exchangeable Ca2+ ad Mg2+ supply were visible up to 80 cm depth. The effect of PG providing Ca2+ and S-SO4 2- were more pronounced at lower depths. S-SO4 2- distribution in the soil profile was mostly correlated with contents of free dithionite extractable Fe (Fed) and amorphous dithionite extractable Fe minus oxalate extractable Fe (Fed-Feo). There was no effect of lime and PG in maize grain yield, showing that the plants were unable to benefit of the soil ameliorations. An appreciable movement of sulfate to the subsoil was observed in soil samples from a clayey Oxisol, even in a medium-term (after 3.5 years), despite the fact that the soil had presented high SO4 2- adsorption capacity. In this area, PG had positive benefits in cereal crop yield due to the supply of Ca2+ and S-SO4 2-. PG application and changes in landuse practice alters both quantitative (evaluated by the wet-chemical technique) and qualitative (evaluated by means of X-Ray Near Edge Structure - XANES spectroscopy) composition of S functional groups in this wet subtropical Brazilian soil under NT. Compared to the forest site, soils under NT system had lower amounts of organic C, total N and total S Sulfur losses due to cultivation were higher than losses of C and N, and the use of fertilizers containing S seems to be vital for the recovery of S moieties. The dynamics of the plant materials decomposition was mostly governed by the C/S ratio. Sulfur mineralization was driven by the form of S in the starting materials rather than S concentration in the tissue, as revealed by XANES. The incorporation of plant residues and biochar led to an increase in the amount of ester sulfate in the early stage of incubation, which was further mineralized and had a steady decline at the end of evaluation. These findings encourage further investigations of biochar as S source, involving particularly chars produced from different feedstocks and pyrolysis temperatures. / O solo é um componente crítico do ciclo global de enxofre (S), agindo como fonte e dreno das várias espécies de S e mediando mudanças nos seus estados de oxidação. No entanto, pouco se sabe sobre as identidades dos compostos orgânicos e inorgânicos de S, especialmente em solos brasileiros sob plantio direto (PD). Assim, os objetivos deste estudo foram: (i) relatar os efeitos a longo e médio prazo da aplicação de calcário e de até 12 t ha-1 de fosfogesso (FG) em amostras de dois Latossolos coletadas em experimentos de campo realizados sob PD; (ii) avaliar o efeito da aplicação de PG na quantidade, forma e distribuição das frações orgânicas e inorgânicas de S em solos sob PD em comparação com uma floresta natural; (iii) investigar a mineralização/imobilização de C, N e S em amostras de solo afetadas por fontes de resíduos vegetais e biocarvão, identificando as transformações nas frações de S. Após 13 anos de aplicação de calcário em um Latossolo Vermelho distrófico de textura média, foi verificado efeito na correção da acidez do solo e no fornecimento de Mg2+ até 80 cm de profundidade enquanto os efeitos do FG fornecendo Ca2+ e S-SO4 2- foram mais pronunciados em profundidade. A distribuição de S-SO4 2- no perfil deste solo foi correlacionada com o conteúdo de Fe-ditionito (Fed) e Fe-ditionito menos Fe-oxalato (Fed, Feo). Não houve efeito do calcário e do FG na produção de grãos de milho, mostrando que as plantas não puderam se beneficiar das melhorias no solo. Foi observado apreciável movimento de S para o subsolo em amostras de um Latossolo Vermelho distrófico muito argiloso, mesmo em médio prazo (após 3,5 anos), apesar de o solo apresentar alta capacidade de adsorção de sulfato. Nesta área, o FG teve efeitos positivos no rendimento das culturas de cereais, devido ao fornecimento de Ca2+ e S-SO4 2- . A aplicação de FG e as mudanças no uso da terra alteraram tanto a composição quantitativa (avaliada pela técnica de fracionamento químico) quanto qualitativa (avaliada por meio da espectroscopia de raios-X próxima à borda de absorção - XANES) dos grupos funcionais de S em um solo subtropical da região úmida sob PD. Em comparação com o PD, os solos sob floresta apresentaram maior conteúdo de C orgânico, N e S total. As perdas de S devido ao cultivo foram superiores às perdas de C e N, e o uso de fertilizantes sulfatados parece ser vital para a recuperação do S do solo. A dinâmica de decomposição dos materiais vegetais foi principalmente regida pela razão C/S. A mineralização de enxofre foi impulsionada pela forma de S nos materiais iniciais, e não pela concentração S no tecido, conforme revelado por XANES. A incorporação de resíduos vegetais e biocarvão levou ao aumento nos ésteres de sulfato na fase inicial de incubação, fração posteriormente mineralizada, apresentando declínio no final da avaliação. Estas descobertas incentivam mais investigações do biocarvão como fonte de S, envolvendo carvões produzidos a partir de diferentes matérias-primas e temperaturas de pirólise.

Trabalho de investigação desenvolvido no Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. - Institute of Technical Thermodynamics / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Submitted by Dilene Paulo (dilene.fatima@ufcg.edu.br) on 2018-01-23T14:36:45Z No. of bitstreams: 1 CLARICE OLIVEIRA DA ROCHA – TESE PPGEQ 2014.pdf: 2084559 bytes, checksum: 35cd9fd0fad2c37f97e9a1e07b4e3877 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-23T14:36:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLARICE OLIVEIRA DA ROCHA – TESE PPGEQ 2014.pdf: 2084559 bytes, checksum: 35cd9fd0fad2c37f97e9a1e07b4e3877 (MD5) Previous issue date: 2014-10-10 / CNPq / Propostas têm aparecido visando à remoção do enxofre nos combustíveis por intermédio dos processos de adsorção. Com isso, a utilização desse método para a dessulfurização vem se expondo como um bom potencial de aplicação, tanto do ponto de vista econômico como ambiental. As peneiras moleculares, do tipo silicoaluminofosfato (SAPO), vêm se apresentando como um excelente adsorvente, com uma ótima estabilidade térmica e hidrotérmica e com a impregnação de metais, tornando-se seletiva a adsorção. Assim, sintetizou-se SAPO-5 (microporoso) e SAPO-5M (mesoporoso), impregnados com diferentes teores dos metais de transição, níquel e/ou zinco. Esses adsorventes foram utilizados para a remoção do enxofre presente na mistura modelo (Heptano / Tiofeno). Para isso, foram realizadas técnicas de caracterização como TG, DRX, EDX e BET, bem como um acompanhamento cinético a fim de avaliar a eficiência da adsorção e as isotermas de equilíbrio. Foi confirmado a mesoporosidade do SAPO-5M, uma vez que o mesmo apresentou as isotermas características tipo IV (típica de material mesoporoso). O volume e o diâmetro dos poros do SAPO-5 microporoso e mesoporosos não foram totalmente obstruídos após a impregnação. Para os adsorventes mesoporosos houve um aumento de quatro vezes no diâmetro do poro, em relação ao micro. Embora, tenha apresentado redução na intensidade de difração de raios X após a impregnação, dos óxidos de níquel e/ou de zinco, obteve-se um material cristalograficamente ordenado. Ocorreu total remoção do direcionador, mostrando que a calcinação foi eficiente e o material é estável a altas temperaturas. Ademais, conseguiu-se atenuar a quantidade de enxofre de 500 ppm para cerca de 96,3 ppm, uma redução de 80%, para o adsorvente mesoporoso 0,25%Ni 0,75%Zn/SAPO-5M, cuja capacidade de adsorção de enxofre foi de 40 mg S/gadsorvente. O adsorvente com 1%Zn/SAPO-5, apresentou maior capacidade de adsorção (30 mg S/gadsorvente), dentre os materiais microporosos, conseguindo reduzir o teor de enxofre de 500 ppm para 163 ppm. Para os demais suportes e adsorventes ocorreu uma redução de aproximadamente 31 % do teor de enxofre na mistura modelo. Conclui-se que a síntese do mesoporoso foi eficiente e que o material utilizado se mostrou eficaz na remoção desse contaminante na mistura modelo. / Proposals have appeared aiming at the sulfur removal in fuels by means of adsorption processes. Thus, the use of this method for the desulfurization exposing themselves like a good application potential, both economically and environmentally. The molecular sieves silicoaluminiumfosfate type (SAPO), has been presented as an excellent adsorbent with optimum thermal and hydrothermal stability and metals impregnation, making it selective adsorption. Thus was synthesized SAPO-5 (microporous) and SAPO-5M (mesoporous) impregnated with different amounts of transition metals, nickel and/or zinc. These adsorbents were used for removal of sulfur present in the mixture model (Thiophene / Heptane). For this, characterization techniques as TG, XRD, EDX and BET were performed, as well as a kinetic monitoring to assess the efficiency of adsorption and equilibrium isotherms. It was confirmed mesoporosity of SAPO-5M, since the isotherms showed the same type IV characteristics (typical of mesoporous materials). The volume and pore diameter of the microporous and mesoporous SAPO-5 were not totally blocked after impregnation. For mesoporous adsorbents an increase of four times the pore diameter in relation to the microporous. Although, has shown a reduction in the intensity of X-ray diffraction after the impregnation of the oxides of nickel and/or zinc, gave a crystallographically ordered materials. Complete removal of the template occurred, showing that the calcination was efficient and the material is stable at high temperatures. Furthermore, we were able to attenuate the amount of sulfur 500 ppm to about 96.3 ppm, a reduction of 80% for the mesoporous adsorbent Ni 0.25% 0.75% Zn/SAPO-5M, whose adsorption capacity sulfur was 40 mg S/g of adsorbent. The adsorbent of 1% Zn/SAPO-5 showed higher adsorption capacity (30 mg S/g of adsorbent) among microporous materials, achieving reduced sulfur content from 500 ppm to 163 ppm. For other supports and adsorbent was reduced by approximately 31% of the sulfur content in the mixture model. It is concluded that the synthesis of mesoporous was effective and that the material used is effective in the removal of this contaminant in the mixture model.

Este estudo objetivou avaliar o efeito da aplicação de enxofre (S) e o manejo de nitrogênio (N) em cobertura em relação ao rendimento de grãos e qualidade industrial do trigo. Foram conduzidos três experimentos a campo, na safra de inverno 2013, em Capitão Leônidas Marques, Realeza e Santa Isabel do Oeste, estado do Paraná. Utilizou-se a cultivar de trigo CD 150, semeada em resteva de soja. Foi usado o delineamento experimental de blocos ao acaso com três repetições, em esquema fatorial 3x4. Os tratamentos consistiram de duas fontes de enxofre (gesso agrícola, enxofre elementar pastilhado e testemunha, aplicados a lanço no perfilhamento) e formas de aplicação de nitrogênio em cobertura (100% no perfilhamento, 100% no início da elongação, 50% + 50% e testemunha). As doses utilizadas foram de 80 kg ha-1 de S e N, sendo o nitrogênio aplicado na forma de uréia revestida com inibidor de urease (41% de N). As condições climáticas (precipitação pluviométrica e geadas) observadas na condução dos experimentos resultaram em uma baixa média produtiva geral dos experimentos. Em geral, não houve diferenças significativas entre os manejos de N testados em relação ao rendimento de grãos e índice relativo de clorofila, havendo alta correlação direta entre estas variáveis. O uso de enxofre elementar pastilhado incrementou em 16,3% o rendimento de grãos no ensaio de Realeza, comparado à testemunha. As formas de manejo de N em cobertura influenciaram o teor de glúten úmido (GU) e o índice de elasticidade (IE) da farinha, onde destacou-se a aplicação de N em dose única no início da elongação como melhor manejo. Não observou-se aumento na força de glúten (W) em relação às fontes de enxofre e à aplicação de N em cobertura para a cultivar CD 150. O rendimento de farinha foi influenciado positivamente pelo uso de nitrogênio em cobertura (independente o manejo) e pelas fontes de enxofre aplicadas, com vantagem do enxofre elementar pastilhado em relação ao gesso agrícola. A associação entre caracteres agronômicos e parâmetros de qualidade industrial, indicou que os tratamentos com maiores rendimentos de grãos e que apresentam maiores teores foliares de clorofila são determinantes na obtenção de farinhas com maior GU e IE, porém com tendência a obtenção de menor W e baixa extração de farinha. Assim sendo, para a cultivar de trigo CD 150, uma única aplicação nitrogênio em cobertura no início da elongação, assegura boa produtividade de grãos com benefícios a alguns parâmetros de qualidade industrial do trigo. No entanto, os resultados são inconclusivos em relação à utilização das fontes de enxofre em trigo, em virtude das condições climáticas adversas registradas. Orienta-se a condução de novos ensaios com o enxofre elementar pastilhado usado na adubação de base, o que poderia melhorar sua oxidação junto ao solo. Devem ser conduzidos novos estudos em condições à obtenção de maiores rendimentos de grãos e abrangendo outras cultivares de trigo da classe melhorador. / This study aimed to evaluate the effect of sulfur (S) and the management of nitrogen (N) coverage in relation to grain yield and Wheat industrial quality. Three experiments were conducted in the field, on winter 2013 season, in Captain Leônidas Marques, Realeza and Santa Isabel do Oeste, Paraná state. In all the three places were used the wheat cultivar CD 150, sown in the straw of wheat. We used the experimental of randomized blocks with three replications in a 3x4 factorial design. The treatments consist of two sulfur sources (gypsum and elemental sulfur patched, applied by throwing at tillering, witness) and forms of nitrogen application in coverage (100% at tillering; 100% in the elongation and 50% + 50%, Witness). The doses used are 80 kg ha-1 S and N, being the nitrogen applied in the urea form coated with inhibitor of urease (41% of N). The Weather conditions (rainfall and frost) observed in the conduct of experiments resulted in a general productive low average of experiments. It was observed, in general, no significant differences between the N management tested for grain yield (RG) and relative chlorophyll index (IRC), there is high direct correlation between these variables. The use of elemental sulfur patched increased by 16.3% grain yield testing in Realeza, compared to witness. The forms of management of N in coverage positively influenced the wet gluten content (GU) and the elastic índex (IE) the flour, where stood out the application of N a single dose at the beginning of elongation and better management. There wasn’t have an increase in gluten strength (W) in relation to sources of sulfur and to N coverage for cultivate CD 150. The flour yield was positively influenced by the use of nitrogen in coverage (independent of management) and the applied sulfur sources with the advantage elemental sulfur patched in relation to agricultural plaster. The association between agronomic traits and industrial quality parameters indicated that treatment with higher grain yields and have higher foliar chlorophyll are crucial in obtaining flour with higher GU e IE but with a tendency towards a lower and low extraction flour. Therefore, for the cultivate CD 150 wheat, just one application of nitrogen in coverage in elongation ensures good grain yield benefits to some Wheat quality parameters. However, the results are inconclusive regarding about the use of sulfur sources in wheat, due to adverse weather conditions recorded. The conduction of new tests with elemental sulfur patched used at the base of fertilization is oriented, which could enhance oxidation at ground. Further studies should be conducted in a position to higher grain yields and covering other wheat cultivars enhancer class.

Em função de seu importante papel funcional e de sua posição de transição entre o ambiente marinho e terrestre, os ecossistemas estuarinos vêm sendo objeto de estudo das mais diversas áreas do conhecimento. Entretanto, poucos são os estudos destinados ao entendimento da biogeoquímica e gênese de seus solos. Os compostos de ferro e enxofre são tidos como de importância chave para os ciclos biogeoquímicos ativos nestes ambientes, principalmente pelo fato de a redução bacteriana do sulfato (RBS) ser considerada como a forma de respiração preponderante nestes locais. O ciclo biogeoquímico destes elementos se encontra, entretanto, governado pelas variações físico-químicas do meio devido a variações incessantes em função da freqüência de inundação pelas marés, das diferentes estações climáticas e da atividade da fauna e da flora presentes nestes ambientes. Diante do escasso número de informações sobre estes solos pretende-se, em um estudo biogeoquímico detalhado dos solos de mangue do Estado de São Paulo, gerar informações adicionais sobre a gênese destes solos e avaliar os efeitos das variações sazonais, da atividade biológica (plantas e macro-fauna) e das distintas posições fisiográficas dentro dos manguezais, sobre a biogeoquímica do Fe e S. Para isso, foram realizadas análises morfológicas, químicas, mineralógicas (DRX e MEV), determinações na água intersticial (pH, salinidade, concentrações de Mn2+, Fe2+, HS-, SO4 2-e Cl-) e na fase sólida (COT, Fe total, S total, Mn total, AVS, C biomassa microbiana, densidade de raízes vivas e mortas, porcentagem de areia e extração seqüencial das diferentes formas de Fe) em diferentes perfis sob vegetação de mangue do Estado de São Paulo (Guarujá e Cananéia). Com base nas evidências obtidas neste estudo fica evidente a ação de processos pedogenéticos nos substratos de mangue (adição de matéria orgânica, translocação de Fe2+ e de partículas minerais e a transformação de elementos como Fe e S) os quais devem, portanto, ser denominados, entendidos e estudados como solos e não como sedimentos. Os resultados sugerem a oxidação das frações pirítica e AVS pela ação do sistema radicular das plantas e pela atividade da macro-fauna, principalmente caranguejos, evidenciando ainda a presença de um ciclo sazonal na biogeoquímica do Fe e S o qual se mostra, em grande parte, governado pela ação das plantas e da macro-fauna. Foram encontradas diferenças drásticas entre as condições geoquímicas da água intersticial dos solos e sedimentos de mangue estudados, sendo estas devidas a um maior dinamismo dos processos biogeoquímicos atuantes nos solos, ocasionado pelo efeito das plantas (oxidação, liberação de exudatos pelas raízes). Os resultados obtidos apontam que a participação e a intensidade de cada um dos processos ligados à decomposição da matéria orgânica nos solos de mangue podem variar em função das distintas posições fisiográficas, devido a seus efeitos sobre a freqüência e duração de inundação e composição granulométrica dos solos. Os resultados indicam também, que a ocorrência ou a dominância de um processo sobre os demais afeta de forma significativa a composição das fases sólida e líquida dos solos de mangue, no que se refere ao Fe e S. / Due to the important functional role of mangrove forest communities and their transitional position between marine and terrestrial environments, these ecosystems have been the object of study by a variety of scientific disciplines; however, there are only a few published studies on the genesis and biogeochemistry of its soils. Iron and sulfur compounds play a key role on the active biogeochemical cycles in these environments, mainly because sulfate reduction is considered the preponderant respiration process in these sites. The biogeochemical cycles of these elements are, however, ruled by physicochemical variations constantly generated by tide flooding, different climatic seasons and fauna and flora activity. Considering the scarce information about these soils, a detailed biogeochemical study of mangrove sites located in the State of São Paulo was undertaken to generate additional information on the genesis of these soils and also to evaluate the effects of seasonal variations, biological activity (plants and macrofauna) and physiographic positions on Fe and S biogeochemistry. Morphological, chemical and mineralogical data (XRD and SEM) were examined for evidence of pedogenic processes; interstitial water (pH, salinity, concentrations of Mn2+, Fe2+, HS-, SO4 2-e Cl-) and solid phase (TOC, total Fe, total S, total Mn, AVS, microbial biomass C, density of living and dead roots, sand percentage and sequential extraction of Fe) analysis were undertaken in different soil profiles under mangrove vegetation from São Paulo State (Guarujá and Cananéia) to asses Fe and S biogeochemistry. The evidences presented in this study indicate that pedogenic processes (addition of organic material; translocation of Fe2+ and mineral particles; transformation of elements such as Fe and S) have occurred in mangrove substrates and that these substrates are more properly referred to, understood and studied as soils and not sediments. Results also evidence that pyrite and AVS oxidation is taking place in response to plants and macro-fauna activity and that the seasonal cycle of Fe and S biogeochemistry is mostly ruled by plants and macro-fauna. Results indicate important differences between physicochemical conditions of the pore water in the vegetated (soils) and non-vegetated (sediment) zones, which are related to the faster dynamics of the biogeochemical soil processes caused by the effect of plants (oxidation, liberation of the exudates by the roots). Our data also show that the contribution and intensity of each process coupled to organic matter mineralization in mangrove soils may vary significantly between the distinct physiographic positions. These variations are generated by physiographic positions effects on frequency and duration of tidal flooding and grain size composition of soils. In this context, the occurrence, or dominance, of one process over the others, affects, in a significant way, pore water and solid phases chemistry.

Orientador: Antonio Ismael Inácio Cardoso / Banca: Camila Paula Rossetto Pescatori Jacon / Banca: Adalton Mazetti Fernandes / Banca: Pamela Gomes Nakada Freitas / Banca: Felipe Oliveira Magro / Resumo: Um dos fatores essenciais para a obtenção de altas produtividades é o correto manejo da adubação, aperfeiçoando os métodos de utilização dos fertilizantes orgânicos e minerais. Entretanto, ainda que existam estudos relacionados com a nutrição mineral e recomendações de adubação para o cultivo comercial de alface e de outras hortaliças em geral, dificilmente se encontram trabalhos que abordem os efeitos dos nutrientes na produção e qualidade de sementes. Objetivou-se, com o presente trabalho, avaliar doses de enxofre em cobertura, com e sem aplica de com composto orgânico no plantio, na produção, extração de macronutrientes e qualidade fisiológica de sementes de alface. Foram avaliados dez tratamentos, em esquema fatorial 5x2 (cinco doses de enxofre em cobertura x com e sem aplicação de composto orgânico no plantio). Utilizou-se o delineamento experimental de blocos casualizados, com quatro repetições, contendo cinco plantas por parcela, sendo três úteis. As doses de enxofre aplicadas em cobertura foram 50, 100, 150 e 200 kg ha-1 de S, além da testemunha (dose 0). Para os tratamentos com composto orgânico utilizou-se a dose de 70 t ha-1 (base úmida). Foram avaliadas as seguintes características: índice de clorofila nas folhas, produção de sementes (em massa e em número por planta), qualidade de sementes (massa de mil sementes, primeira contagem no teste padrão de germinação, germinação, índice de velocidade de germinação, índice de velocidade de emergência e taxa de plântulas ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: One of the essential factors to obtain high productivity is the correct management of fertilization, improving methods of utilization of organic and mineral fertilization. However, although there are studies related to mineral nutrition and fertilization recommendations for the commercial cultivation of lettuce and other vegetables in general, there are hardly any studies that address the effects of nutrients on seed production and quality. The objective of this work was to evaluate sulfur doses in coverage with and without fertilization with organic compost in the planting in the production and physiological quality of lettuce seeds and macronutrient extraction. Ten treatments were evaluated, in a 5x2 factorial scheme (five doses of sulfur in coverage x with and without addition of organic compost), in the experimental design of randomized blocks, with four replications, containing five plants per plot, three of which were useful. The doses of sulfur in coverage were 50, 100, 150 and 200 kg ha- ¹ of S, in addition to the control (dose 0). For the treatments with organic compost the dose of 70 t ha-1 (moist base) was used. The following characteristics were evaluated: leaf chlorophyll content, seed production (in weight and number per plant), seed quality (one thousand seed weight, first count in the standard germination test, germination, germination speed index, emergence speed index and seedling rate emerged on the 7 th day after sowing), and content and accumulation of macronutrients in seeds. The application of organic compost in the planting (70 t ha-1 ) increased seed production by 43% in relation to non-use. There was no effect of sulfur doses in coverage or application of organic compost before planting on seed quality. The mean decreasing order of nutrients accumulated in the seeds was ... / Doutor

Cofatores ferro-enxofre são grupos prostéticos inorgânicos ubíquos e evolutivamente ancestrais, cuja formação é dependente de complexas maquinarias protéicas. Três sistemas de formação distintos já foram determinados, denominados sistemas NIF, ISC e SUF. Apesar de bem descritos em diversos organismos, estas maquinarias são pouco caracterizadas no filo Firmicutes, o qual agrupa diversas bactérias patogênicas, e onde Enterococcus faecalis aparece como um representante clinicamente relevante. O objetivo deste estudo foi identificar a maquinaria biossintética de formação dos cofatores [Fe-S] de E. faecalis mediante análises de bioinformática, determinação das regiões promotoras do operon e de elementos cis-atuantes, padrão de expressão gênica, caracterização bioquímica dos elementos encontrados e comparação entre as maquinarias de associação do cofator [Fe-S] presente em Proteobacteria e Firmicutes através da capacidade de complementação deste sistema nos sistemas ISC e SUF de Azotobacter vinelandii e Escherichia coli, respectivamente. Metodologias de bioinformática permitiram identificar representantes da maquinaria SUF de formação dos cofatores [Fe-S], previamente identificado em Proteobacteria, apresentando os genes sufB, sufC, sufD e sufS e a presença de sufU, o único representante homólogo do sistema ISC, codificando possível proteína arcabouço, no lugar de sufA; da mesma forma, sufE e sufR não foram identificadas. A alta conservação deste sistema foi verificada em Firmicutes através de análises filogenéticas. Análise de sequências primária e estrutural de SufU verificaram um padrão estrutural similar à IscU. Modelagem molecular de SufU de E. faecalis apresentou dados de alta flexibilidade na região do sítio ativo, bem como a presença de região específica em Firmicutes, denominada região Gram-positiva (GPR), possivelmente envolvida em interações com outros fatores e/ou reguladores. SufU e o complexo SufSU são capazes de reconstituir cofactor [4Fe-4S], apresentando-se portanto como a proteína arcabouço do sistema. A enzima SufS purificada apresenta PLP ligado como cofator e atividade de cisteína desulfurase. Esta enzima apresenta um residuo catalítico essencial de cisteína na posição 365 , e necessita SufU como ativador, onde outro residuo de cisteína (128) atua como aceptor do enxofre durante a reação de transpersulfuração. SufC apresenta atividade ATPase, porém em nível reduzido em comparação ao homólogo de E. coli; SufD apresenta alta similaridade com homólogo de proteobactérias. Por outro lado, SufB não apresenta os resíduos de cisteína previamente descritos como importantes na formação dos cofatores [Fe-S] em outros organismos, assim sua função no sistema ainda deve ser determinada. Experimentos in vivo demonstraram a conservação específica de sistemas biossintéticos dos cofatores [Fe-S], onde o operon SUF de E. faecalis não foi capaz de complementar os sistemas ISC de Proteobacteria, porém complementou sistema SUF de E. coli, tornando viáveis mutantes de ambos os operons sufABCDSE e iscRSU-hscBA-fdx. / Iron-sulfur clusters are ubiquitous and evolutionary ancient inorganic prosthetic groups, which biosynthesis depends on complex protein machineries. Three distinct assembly systems involved in the maturation of cellular Fe-S proteins have been determined, designated the NIF, ISC and SUF systems. Although well described in several organisms, these machineries are poorly understood in the Firmicutes phylum, which groups several pathological bacteria, where Enterococcus faecalis rises as a clinical relevant representative. The aim of this study was to identify the E. faecalis [Fe-S] cluster biosynthetic machinery through bioinformatics analysis, determination of operon promoter regions and cis-acting elements, relative genetic expression pattern, biochemical characterization of putative elements, and comparison of Proteobacteria and Firmicutes machineries through the ability of complementing Azotobacter vinelandii and Escherichia coli ISC and SUF systems, respectively. Bioinformatics methods enabled us to identify representatives of the SUF machinery for [Fe-S] cluster biosynthesis, previously verified in Proteobacteria showing conserved sufB, sufC, sufD and sufS genes and the presence of sufU, the only ISC homolog representative, coding for putative scaffold protein, instead of sufA; neither sufE nor sufR are present. High conservancy of this system for Firmicutes bacteria was verified through phylogenetic analysis. Primary sequences and structural analysis of the SufU protein demonstrated its structural-like pattern to the scaffold protein IscU. E. faecalis SufU molecular modeling showed high flexibility over the active site regions, and demonstrated the existence of a specific region in Firmicutes, the Gram positive region (GPR), a possible candidate for interaction with other factors and/or regulators. SufU is able to reconstitute a [4Fe-4S] cluster, such as the complex SufSU, arising as the scaffold protein in the system. Purified SufS corresponds to a PLP containing enzyme with cysteine desulfurase activity. It encloses a catalytically essential cysteine residue at position 365, and requires SufU as activator, where another cysteine residue (128) works as a proximal sulfur acceptor site for transpersulfurization reaction. SufC presents ATPase activity, though in a reduced level, when compared to the Escherichia coli homolog; SufD also shares high similarity with proteobacterial SufD. On the other hand, SufB does not present cysteine residues previously described as important involved in the [Fe-S] cluster formation process of other organisms, therefor its function in the system still have to be determined. In vivo experiments enabled us to dfemonstrate the conservancy of specific [Fe-S] cluster biosynthetic systems, where E. faecalis SUF operon was not able to complement Proteobacteria ISC systems, but complemented E. coli SUF system, turning viable mutants of both sufABCDSE and iscRSU-hscBA-fdx operons.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um modelo de Análise de Risco Ecológico (ARE) com vistas a classificar os riscos associados às emissões atmosféricas em áreas industriais a partir da utilização do bioindicador vegetal Lolium multiflorum e da aplicação dos princípios de análise de risco ecológico utilizado em ambientes aquáticos e solos contaminados. O trabalho foi desenvolvido no período de janeiro de 2005 a abril de 2008 no entorno da refinaria de petróleo, Alberto Pasqualini, através de duas estações amostrais situadas nos municípios de Canoas (29°55'07" S 51°10'54" O) e Esteio (29°49'16" S 51°08'09" O), Rio Grande do Sul, Brasil que possuem redes de monitoramento químico e biológico das emissões de SO2. O modelo utilizado associou as informações provenientes do efeito dos estressores, oriundos das emissões atmosféricas de compostos de enxofre, nos receptores, ou seja, o tecido do bioindicador vegetal que tende a acumular poluentes, como o enxofre, na sua parte aérea. Foram avaliados os seguintes parâmetros nos bioindicadores vegetais: concentração de enxofre acumulado nas plantas, teor de clorofila α e ganho de biomassa, classificados neste estudo como variáveis respostas. Estas foram integradas aos dados de concentração de SO2 da atmosfera, que deram origem as variáveis explicativas, unidade de potencial tóxico (UPT), unidade tóxica de exposição (UTE) e taxa de sulfatação. A partir dos dados de qualidade ambiental "guidelines" e dos histogramas de freqüência foram definidas as seguintes classes de risco: baixo, médio ou alto. A integração dos resultados obtidos das variáveis explicativas e de resposta foi realizada através de análise estatística multivariada de correspondência que demonstrou indícios de risco à vegetação do entorno da refinaria, quando estas foram submetidas a UPT maiores do que a unidade. Dos 39 meses de monitoramento, verificou-se que a estação amostral de Esteio apresentou 13% destes com valores de UPT situados na classe 3, classificação de risco alto. Na estação amostral de Canoas, 26% das UPT foram classificadas como de indícios de risco alto. Nas duas estações amostrais estudadas, foi possível medir o efeito da UPT nas variáveis biológicas, tais como aumento do acúmulo de enxofre na parte aérea das plantas, redução do teor de clorofila α e redução de ganho de biomassa. A partir do desenvolvimento deste modelo torna-se possível interpretar a significância dos riscos ecológicos associados a emissões atmosféricas industriais para toda a biota do entorno da área industrial. Este modelo servirá de base para a avaliação dos efeitos danosos da poluição atmosférica sobre a vegetação de localidades industriais com características semelhantes. / The objective of this work was to develop and apply a model Ecological Risk Analysis (ERA) to classify the risks related to the atmospheric emissions in industrial areas using the vegetable bioindicator Lolium multiflorum and the application of ecological risks analysis principles in aquatic atmospheres and contaminated soils. This work was starting from January, 2005 to March, 2008 around of Petroleum Refinery area, the name Alberto Pasqualini, in two fixed samples stations localized in Canoas (29°55'07" S 51°10'54" 0) and Esteio (29°49'16" S 51°08'09") cities, Rio Grande do Sul state, Brazil. These stations have chemical and biological SO2 emissions monitoring system. The proposed model for the ecologic risk evaluation associates the information from stressors' effects, which come from sulfur compounded gases emissions, at the receptors, that is, the vegetable bioindicator tissue accumulates pollutants (as sulfur) in the plants aerial parts. It was evaluated the following vegetable bioindicators parameters; sulfur concentration accumulated in the plants, chlorophyll a and biomass increased, classified in the study as "answers data". These "answers data" were linked to the SO2 atmosphere concentration, which generate the "consequence data"; Toxic Potential Unit (TPU), Exposure Toxic Unit (ETU) and total sulfation. Based on the environmental quality data "guidelines" and the histograms of frequency it was possible to define the following risks categories: low, medium or high. The integration between the "consequence data" and "answers data" was made using the statistics correspondence multiple variable analysis that demonstrate indications of risks for the vegetation localized around the refinery, when it was exposed an TPU higher than the unit. During the 39 months of monitoring, the Esteio sample station presented 13% of TPU values in the category 3 or high risk. In the Canoas sample station, 26% of the TPU were classified as the high risk. In these two fixed samples stations it was possible measure of TPU effects in the biological variable, as sulfur accumulation in the plants aerial parts, chlorophyll "a" reduction and biomass reduction. Based of this model analysis it will be possible to evaluate the ecological risks significance linked with industrial atmospheric emissions for all biota around the industrial area of study. This model will support others studies on dangerous effects over vegetable around industrial plants that are in similar conditions.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica. / Made available in DSpace on 2013-07-16T02:49:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 213498.pdf: 4753951 bytes, checksum: f0fd11f7410e3caf5d68940fc88b6f3d (MD5) / O presente trabalho trata da influência do enxofre sobre as alterações microestruturais, propriedades mecânicas e usinabilidade do ferro fundido cinzento FC 25. Os corpos de prova para esta pesquisa foram produzidos em condições de fabricação comercial pela Tupy Fundições com teores de enxofre variando de 0,065% a 0,18%. Os efeitos da variação do teor de enxofre sobre a microestrutura e as propriedades mecânicas do ferro fundido cinzento FC 25 foram analisados através de amostras metalográficas com diferentes técnicas de caracterização microestrutural. As influências do enxofre sobre a usinabilidade do ferro fundido cinzento FC 25 foram estudadas no torneamento externo longitudinal nas velocidades de 100, 150 e 200 m/min, com ferramenta de metal duro sem cobertura, utilizando como critério de avaliação o desgaste de flanco. O aumento na porcentagem do enxofre no ferro fundido cinzento FC 25, de 0,065% para 0,18%, não produziu alterações significativas nas propriedades mecânicas e na microestrutura do material. Constatou-se que para uma efetiva redução do desgaste por adesão, durante a usinagem, a menor área ocupada por sulfeto de manganês deve ser de (18 ± 6) x 10-3 %. A usinabilidade do ferro fundido cinzento FC 25 com 0,12%, 0,15% e 0,18% de enxofre não difere significativamente quando usinado a 150 e 200 m/min. Em relação ao ferro fundido cinzento com 0,12% de enxofre, o material com 0,065% S apresentou uma redução na vida da ferramenta de aproximadamente 24%, 32% e 38%, para as velocidades de 100, 150 e 200 m/min, respectivamente.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-08-17T16:59:31Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 664820 bytes, checksum: e21bd6811411d455f35cdcfb366dc370 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-17T16:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 664820 bytes, checksum: e21bd6811411d455f35cdcfb366dc370 (MD5) Previous issue date: 2016-11-29 / A ureia é o fertilizante nitrogenado sólido de maior concentração de nitrogênio (N) e de menor custo deste nutriente. Apesar do baixo custo, perdas de amônia (NH 3 ) por volatilização contribuem para diminuição da eficiência da ureia. Para reduzir as perdas podem ser utilizadas substâncias hidrofóbicas, na forma de revestimento dos grânulos ou na própria matriz do fertilizante. O enxofre elementar (S°) tem carácter hidrofóbico e, além disso, fornece sulfato (SO 42- ) às plantas e acidez na forma de H + após sua oxidação no solo. A acidez gerada pode ser vantajosa, pois a hidrólise da ureia consome H + e o NH 4+ formado não é estável em meio alcalino e pode ser perdido na forma de NH 3(g) . Além do S°, substâncias orgânicas e inorgânicas também podem ser utilizadas junto aos fertilizantes. O tetraetóxido de silício (Si(OCH 2 CH 3 ) 4 ) é um composto que permite a obtenção de compósitos de Si, chamados de vidros, através da técnica sol-gel. Com o uso desta técnica a formação da matriz do vidro ocorre pela substituição dos grupos etóxi por monômeros de (C 2 H 5 O) 3 Si-O - , processo que pode ser realizado em temperatura menor do que aquela da fusão da ureia (<134 °C), permitindo insirir o fertilizante na matriz do vidro. Conduziram-se três experimentos, sendo que o primeiro teve como objetivo verificar se a aplicação de S° juntamente com a ureia diminui as perdas de NH 3 e ou mantem maior concentração de NH 4+ no solo; o segundo teve como objetivo verificar se a solubilidade de ureia é diminuida com sua associção ao vidro e; o terceiro teve como objetivo verificar se a volatilização de NH 3 da ureia é diminuida pela associação do fertilizante com o vidro. No primeiro experimento verificou-se que a aplicação de S° junto a ureia não diminui a volatilização acumulada de NH 3 , pois há um assincronismo entre o consumo de H + pela hidrólise da ureia e a geração de H + pela oxidação do S°. A aplicação de microrganismos oxidantes do S°, como o Acidithiobacillus thiooxidans, acelera sua oxidação, porém, é insuficiente para neutralizar a alcalinidade promovida pela rápida hidrólise da ureia. No segundo e terceiro experimentos verificou-se que a associação da ureia ao vidro não alterou a velocidade de dissolução do fertilizante ou reduziu as perdas por volatilização de NH 3. / Urea is the solid nitrogenous fertilizer with highest concentration of nitrogen (N) and lower cost of this nutrient. Despite the low cost, ammonia (NH 3 ) losses by volatilization contribute to reduction of fertilizer efficiency. To reduce losses, hydrophobic substances are used as coating of granules or in the fertilizer matrix. The elemental sulfur (S°) has hydrophobic character and, in addition, provides SO 42- to plants and acidity in form of H + after its oxidation in the soil. The acid generated might be advantageous, because the urea hydrolysis consumes H + and NH 4+ formed is not stable in alkaline medium, and as a result of that N is lost as NH 3(g) . Besides S°, organic and inorganic substances might be used associated at the urea. The tetraethoxysilane (Si(OCH 2 CH 3 ) 4 ) is a silicon compound through which we can obtain glass by the sol-gel technique. To obtain the glass ethoxy groups in TEOS are replaced by monomer (CH 5 O) 3 Si-O - during the condensation. Advantageously, through the sol-gel-technique, this process can be performed at a lower temperature than that of the urea melting (<134 °C), allowing to insert urea in the glass matrix. Here three essay were conducted, as follows: the first was to verify if the S° application with urea decrease NH 3 losses and maintains a larger concentration of NH 4+ in the soil; the second was to verify the solubility of urea-glass pastilles; the third was to verify if the association of urea with glass decrease NH 3 volatilization or maintains a larger concentration of NH 4+ in the soil. On the first experiment we found that the application of S° with urea does not decrease the NH 3 volatilization because there is an asynchrony between the consumption of H + by urea hydrolysis and the generation of H + by S° oxidation. The application of S° oxidizing microorganisms, such as Acidithiobacillus thiooxidans, accelerates oxidation, but it is still insufficient to neutralize the alkalinity promoted by the urea hydrolysis. On the second essay we found that urea-glass pastilles does not have lower dissolution rate. These results were corroborated by those obtained in the third essay, in which we observed that the urea association with glass did not incur a lesser loss of NH 3 .