A crescente taxa de urbanização com descarga de esgoto sem tratamento prévio nos ecossistemas aquáticos e o aumento do uso de fertilizantes para desenvolvimento agrícola são causas da aceleração da floração de cianobactérias em águas de mananciais destinadas ao consumo humano. Cabe ao tratamento de água para abastecimento atender as especificações da legislação em relação à potabilidade necessitando remover as cianobactérias e suas toxinas. Este trabalho teve por objetivo estudar a utilização de bagaço de cana-de-açúcar in natura para adsorção de microcistina-LR da Microcystis aeruginosa em comparação com o carvão ativado. Foram realizados ensaios de adsorção a temperatura ambiente, com três concentrações iniciais de microcistina-LR: 3,83, 3,33 e 2,36 μg.L-1 no tempo total de 10 h, e a caracterização físico-química dos adsorventes para analisar a remoção da microcistina-LR. O desempenho da adsorção foi avaliado pela capacidade adsortiva e pela eficiência da remoção de toxina. Os resultados para o bagaço de cana-de-açúcar in natura não possibilitaram o alcance do limite inferior de concentração de microcistina de 1,0 μg.L-1 estabelecido na Portaria MS 2914/2011, porém, permitiram eficiência 8% maior de remoção da microcistina no bagaço de cana-de-açúcar comparado ao carvão ativado para maior concentração de adsorvato, mesmo apresentando área superficial de 1,28 m2.g-1 e superfície menos porosa e heterogênea que o carvão. A melhor taxa de remoção foi de 65%. de microcistina para concentração de 2,36 μg.L-1 no carvão ativado. Verificou-se também que o desempenho dos adsorventes foi melhor representado pelo Modelo da Isoterma de Freundlich do que pelo Modelo da Isoterma de Langmuir. De modo geral, a utilização do bagaço de cana-de-açúcar in natura para remoção de microcistina demonstra ser uma alternativa no tratamento de água comparado a outros adsorventes, porém, necessitando ser melhor estudada. / Increasing urbanization rate with untreated sewage discharge in aquatic ecosystems, and the increased use of fertilizers for agricultural development are causes of the acceleration of cyanobacterial bloom in water fountains which are intended for human consumption. It is important that the treatment for water supply meets the specifications of legislation for the potability that requires removing cyanobacteria and their toxins. This work aimed to study the use of in natura sugarcane bagasse for microcystin-LR adsorption of Microcystis aeruginosa compared to activated carbon. Adsorption experiments were carried out at room temperature with three initial concentrations of microcystin-LR: 3.83, 3.33 and 2.36 μg.L-1 total time of 10 h, and physico-chemical characterization of adsorbents analyzing the removal of microcystin-LR. The performance was evaluated by the adsorption capacity and adsorption by the toxin removal efficiency. The results for in natura sugarcane bagasse did not allow the scope of microcystin concentration lower limit of 1.0 μg.L -1 established in the MS 2914/2011, however, it allowed 8% higher efficient removal of microcystin in bagasse sugarcane compared to activated carbon to higher concentration of adsorbents, even with surface area of 1.28 m2.g-1 and less porous and heterogeneous surface than coal. The best removal rate was 65% microcystin concentration to 2.36 μg.L-1 on activated carbon. It was also found that the performance of adsorbents was best represented by the Freundlich Isotherm of Model than the Model Langmuir Isotherm. In general, the use of in natura sugar bagasse for removing microcystin proves to be an alternative water treatment compared to other adsorbents, however, it needs further studies.

CAPES / A indústria têxtil brasileira ocupa um importante papel na economia e se posiciona entre as 10 maiores produtoras mundiais. Seus efluentes, gerados no processo de tingimento dos tecidos, contém cargas de 15 a 50% de corantes, além de outros contaminantes. Com vistas à remediação ambiental destes efluentes, o resíduo do processamento dos fios de algodão (RA), que é coletado na própria unidade fabril, revelou-se um material atraente para a remoção de corantes após sua derivatização química com ácido monocloroacético (AMCA) ou cloreto dietilaminoetil.cloridrato (DEAE+reagente), obtendo matrizes iônicas do tipo carboximetil-RA (CM--RA) e dietilaminoetil-RA (DEAE+-RA), respectivamente. Estas matrizes foram obtidas através de delineamentos experimentais, sendo que para a CM--RA foram avaliados os fatores: a) concentração de NaOH; b) volume de isopropanol e c) quantidade de AMCA, enquanto que para a DEAE+-RA, os fatores foram: a) concentração de NaOH e b) quantidade de DEAE-reagente. Tais matrizes foram ensaiadas, respectivamente, quanto à eficiência na retenção de corantes: catiônico, C.I. Basic Blue 41 (BB 41) e aniônico, C.I. Reactive Red 239 (RR 239), em experimentos em coluna e batelada. Também foi avaliada a biodegradabilidade desses materiais utilizando enzimas celulolíticas. Para as melhores matrizes obtidas foram realizados experimentos adicionais quanto à eficiência de retenção dos corantes (concentração inicial, tempo de contato e adição de sais), a biodegradabilidade após a retenção dos corantes e o ensaio de regeneração das matrizes. Para a CM--RA, a eficiência de captação de corante catiônico foi predominantemente determinada pela concentração de álcali. A inclusão do maior volume de isopropanol resultou em incremento da eficiência, entretanto, com custo adicional não justificável. A melhor matriz obtida na ausência de isopropanol apresentou valores de retenção para os testes em coluna e batelada maior que um produto comercial do tipo carboximetilcelulose. Para o teste de biodegradabilidade, as amostras derivatizadas tiveram hidrólises próximas aos controles com adição de NaOH. Para o DEAE+-RA, a principal variável responsável pela eficiência da retenção de corantes foi a quantidade do derivatizante, sendo que nos ensaios em coluna e batelada a resposta foi semelhante ao obtido com um produto comercial DEAE-Celulose. Através do teste de biodegradabilidade observou-se que a derivatização reduziu a porcentagem de hidrólise quando comparada aos seus controles com NaOH. Para as melhores matrizes, o ensaio de concentração inicial de corantes indicou que a retenção é maior com o aumento da concentração. Quanto à adição de NaCl, houve redução da retenção de corante na matriz carboximetilada enquanto para a dietilaminoetilada a influência foi positiva acima de 50 mM. A presença de corante reduziu em 4,10 e 37,36 % a hidrólise das matrizes carboximetilada e dietilaminoetilada, respectivamente. No presente trabalho, os derivados CM--RA e DEAE+-RA se revelaram eficientes para a remoção dos corantes BB 41 e RR 239, respectivamente, podendo assim se apresentar como uma alternativa no tratamento de efluentes têxteis. / The Brazilian textile industry occupies an important role in the economy and ranks among the 10 largest world producers The effluents generated in the process of fabrics dyeing contain 15 to 50% of dyes and others contaminants. With a view to environmental remediation of these effluents, the processing of cotton yarn waste (cotton dust waste - CDW) that is collected in the plant itself, proved to be an attractive material for the removal of the residual dyes effluents after the chemical derivatization with monochloroacetic acid (MCAA) or diethylaminoethyl chloride.hydrochloride (DEAE+reagent), thus originating matrices carboxymethyl- CDW (CM--CDW) and diethylaminoethyl-CDW (DEAE+-CDW), respectively. These matrices were obtained using experimental designs, when for CM--CDW three factors were evaluated: a) concentration of NaOH; b) volume of isopropanol and c) amount of MCAA, while for DEAE+-CDW, the factors were: a) concentration of NaOH and b) amount of DEAE+reagent. These matrices were tested for their effectiveness in the retention of dyes: the cationic, C. I. Basic Blue 41 (BB 41) and the anionic, C. I. Reactive Red 239 (RR 239), both in column and batch experiments. Also, the biodegradability of these materials was tested. For the best matrices obtained, additional experiments regarding the retention efficiency of the dyes (initial concentration, contact time and addition of salts) and matrices biodegradability after the dye retention were also carried out. For the CM--CDW, the efficiency of uptake of the cationic dye was predominantly determined by the concentration of alkali. The inclusion of the higher volume of isopropanol in the pretreatment step resulted in improved efficiency, but with an additional cost not justifiable. The best matrix obtained in the absence of isopropanol showed retention values for column and batch experiments with respective efficiencies of 3.9 and 2 times higher than a commercial CM-cellulose. For the biodegradability test, the samples of experimental design showed close enzymatic hydrolysis compared with the controls with alkali. For the DEAE+-CDW, the main variable for the efficiency of dye retention is predominantly determined by the amount of DEAE+reagent. The maximum retention of the anionic dye was obtained in columns while the batch alternatve performance was close to that of a commercial DEAE-Cellulose. The biodegradability test revealed that the derivatization with DEAE+reagent reduced the percentage of hydrolysis by cellulases when compared to the controls with NaOH. The initial concentration test of dye indicated that the retention increases with increased dye concentration and contact time to reach equilibrium which was higher in the higher concentrations in both matrices. The addition of NaCl decreased the dye retention for the carboxymethylated matrix and for the diethylaminoethylizated matrix the influence was positive only after addition of 50 mM. The presence of dye in the matrices derivatized reduced the hydrolysis in 4.10 and 37.36 % for carboxymethylated and diethylaminoethylizated matrices, respectively. Therefore, the CM--CDW and DEAE+- CDW derivatives of CDW proved effective for the removal of the dyes BB 41 and RR 239, respectively, and thus both represent important alternatives in the treatment of colored textile effluents.

No Brasil a lei ambiental vigente estabelece que os efluentes não possam causar efeitos agudo ou crônico para a biota dos corpos hídricos. No presente estudo foram avaliados os efeitos toxicológicos de amostras de água superficial e sedimento integral, de três locais três locais próximos a uma estação de tratamento de esgotos domésticos, coletadas em um rio na região de Curitiba, Estado do Paraná. As amostras foram submetidas a testes de toxicidade aguda e crônica, com os invertebrados aquáticos D. magna e C. sancticaroli. Além dos testes ecotoxicológicos, foram mensurados DBO, DQO, Fósforo Total, Nitrogênio Amoniacal Total, e Coliformes termotolerantes, com as amostras de água superficial. A composição do sedimento integral foi avaliada com a Espectrometria de Fluorescência de Raios-X por Energia Dispersiva (EDXRF), para a determinação dos elementos químicos presentes nestas amostras. Os resultados das análises de DBO, DQO, Fósforo total, Nitrogênio amoniacal total, e Coliformes termotolerantes, demonstraram que possivelmente ocorreu a contaminação da água superficial por esgoto doméstico, para as amostras analisadas nas 3 campanhas. A composição dos sedimentos é compatível com os tipos de solos presentes nos respectivos locais, porém houve variação quantitativa de elementos como o silício, alumínio e ferro no decorrer das campanhas, parecendo não influenciar diretamente nos testes. Os resultados dos testes para toxicidade aguda com matriz água e sedimento não expressaram toxicidade para D. magna e C. sancticaroli. Para os testes de toxicidade crônica com água superficial, o efeito observado foi o acréscimo da reprodução em D. magna. Aspectos como letalidade e a ausência do desenvolvimento da maturidade sexual foram verificados em amostras puras, provenientes do ponto próximo da ETE em todas as campanhas, após 10 dias de teste para D. magna. As amostras de sedimento integral não promoveram letalidade nos Daphnideos, entretanto ocorreu o acréscimo da reprodução. Para C. sancticaroli, exposto ao sedimento integral, ocorreu o desenvolvimento anormal do comprimento dos organismos, emergindo em adultos até o 8o dia de teste crônico. / In Brazil the environmental law in force establishes that wastewaters can not cause acute or chronic effect to the water bodies’ biota. In the present study were evaluated the ecotoxicological effects of surface water and whole sediment samples, from three sites located nearby a wastewater treatment plant, that were collected from a river in the region of Curitiba, state of Paraná. The samples were submitted to acute and chronic toxicity tests, utilizing the aquatic invertebrates D. magna and C. sancticaroli. Besides the ecotoxicological tests, BOD, COD, Total Phosphorus, Total Nitrogen Ammonia and Thermotolerant coliforms were measured from the surface water samples. The whole sediment composition was evaluated by Energy-dispersive X- Ray Fluorescence Spectrometry (EDXRF) to determine chemical elements present in these samples. The BOD, COD, Total Phosphorus, Total Nitrogen ammonia, and Thermotolerant coliforms analysis’ results possibly demonstrated surface water contamination by domestic sewage, for the samples analyzed in 3 campaigns. The sediment composition is compatible with the kinds of soils present in the respective sites, however there were quantitative variation of chemical elements during the campaigns, such as silicon, aluminum and iron, not seeming to directly influence the tests. The test results for acute toxicity with water and sediment matrix have not expressed toxicity to D. magna and C. sancticaroli. For chronic toxicity tests with surface water, the observed effect was the reproduction increase in D. magna. Aspects such as lethality and the absence of sexual maturity development were observed in pure samples accruing from the nearest point of the WTP in all campaigns, after 10 test days for D. magna. The whole sediment samples have not promoted lethality in Daphnideos, although a reproduction increase occurred. For C. sancticaroli, exposed to the whole sediment, an abnormal length development of the organisms occurred, emerging in adults until the 8th chronic test day.

Esta dissertação apresenta a abordagem da importância da interação universidade empresa no ambiente acadêmico, com foco na descrição da construção da edificação do Escritório Verde da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, campus de Curitiba, que foi viabilizado a partir de parcerias com empresas. Analisa as bases históricas das relações universidade-empresa no Brasil, e evidencia as vantagens e necessidades advindas de tal interação do meio acadêmico com o setor produtivo. Discute as motivações que despertaram nas empresas o interesse em investir nesta relação, ofertando produtos e serviços para a viabilização do projeto de construção do Escritório Verde. Demonstra a importância de tal projeto para a universidade, bem como analisa as bases de criação de uma empresa Junior multidisciplinar que terá como sede o Escritório Verde, a qual prestará consultoria verde. Complementando a análise descritiva de como se deu o processo de interação, o estudo verificou por meio de um questionário enviado às principais empresas parceiras quais as expectativas destas quanto a sua participação em um projeto acadêmico e o que elas esperam desta relação após a conclusão da edificação. Traz como resultado as análises destas parcerias, as quais demonstraram que desde que se tenha um ambiente propício com ganhos mútuos, as empresas mostram-se solidárias e agregam-se a projetos acadêmicos. Evidencia o desejo das mesmas em capacitar profissionais em suas tecnologias e serviços ainda na universidade, enxergando a mesma como formadora de mão de obra. Em termos de responsabilidade socioambiental, verificou-se que as empresas desejam vincular seu nome a projetos que remontam a tais iniciativas, tendo em vista que estes trabalham com produtos e serviços que possuem apelo ambiental. O Escritório Verde mostrou-se uma vitrine no ramo da sustentabilidade e conscientização para com o meio ambiente, sendo alvo de inúmeras reportagens em mídias diversas. / This dissertation presents the approach of the importance of university-industry interactions in the academic environment, focusing on the description of the construction of building the Green Office Federal Technological University of Parana, Curitiba campus, which was made possible through partnerships with companies. Analyzes the historical basis of university-business relations in Brazil, and highlights the advantages and requirements arising from this interaction of academia with the productive sector. Discusses the reasons that sparked the interest in the companies to invest in this relationship, offering products and services for the feasibility of the construction of the Green Office. Demonstrates the importance of such a project for the university, as well as examines the foundations of creating a multidisciplinary junior company will be based at the Green Office, which will advise green. To complement the descriptive analysis of how was the process of interaction, the study found through a questionnaire sent to key business partners such as the expectations for their participation in an academic project and they expect this relationship after completion of the building. Bring the analyzes as a result of these partnerships, which demonstrate that since it has an environment conducive to mutual gains, companies appear to be supportive and add to academic projects. It highlights the desire of those in training professionals in their technologies and services still in college, seeing it as a trainer of labor. In terms of social and environmental responsibility, it was found that companies want to link your name to projects that go back to such initiatives, given that they work with products and services that have environmental appeal. The Green Office proved to be a showcase in the field of sustainability and awareness for the environment, the target of numerous articles in various media.

CAPES / O processo kraft é o mais empregado em todo o mundo para produção de papel e celulose. Esse processo gera efluente com altas concentrações de matéria orgânica e compostos recalcitrantes, que podem causar impacto significativo no ambiente aquático. No Brasil, o tratamento mais difundido para este efluente são as Lagoas Aeradas Facultativas (LAFs). Este tipo de tratamento é eficiente na remoção da matéria orgânica biodegradável, entretanto alguns contaminantes persistem devido à sua recalcitrância. O objetivo deste trabalho foi avaliar o tratamento de efluente kraft por processo biológico na presença de Lacase comercial (NOVOZYM 51003®) e enzimas ligninolíticas produzidas em laboratório por extrato de Fungos da Podridão Branca (FPB). Foi empregado delineamento experimental com sistema aerado em batelada, para determinar os efeitos do pH, temperatura e concentração da Lacase comercial, além de testes rápidos de batelada para verificar o efeito da inoculação associada a Lacase comercial, o efeito do sistema Lacase/mediador, o efeito da Lacase comercial inativa no tratamento do efluente, entre outros. Também foi estudado o desempenho da Lacase comercial e do Extrato Enzimático de Trametes sp. (EET) em fluxo contínuo, com LAFs em escala de bancada, sob condições de temperatura ambiente, operadas por 60 dias em Carga Orgânica Volumétrica (COV) de 0,2 kg DQO m-3 d-1. Numa segunda fase do experimento com as LAFs foram realizadas variações na COV e na biodegradabilidade do efluente kraft. O experimento fatorial mostrou que o uso da Lacase comercial influencia positivamente a remoção de lignina, cor e área espectral, sendo mais eficiente em pH 4 e temperatura de 37°C e 3,9 U mL-1 de atividade de Lacase. Os testes em batelada mostraram que a inoculação não interfere na atividade enzimática e que a enzima comercial é biodegradável. O experimento com as LAFs em sistemas contínuos em COV de 0,2 kg DQO m-3 d-1, mostrou que a LAF com Lacase comercial, removeu 86 %, 52 %, 20 % e 30 % de DBO5,20, DQO, Cor e Compostos Lignínicos (CL), respectivamente. A LAF com EET removeu 90 %, 50 %, 2 % e 20 % de DBO5,20, DQO, Cor e CL, respectivamente. No entanto, os resultados anteriores não foram estatisticamente diferentes daqueles obtidos nos sistemas sem enzimas (controles). Na LAF com Lacase comercial não se verificou remoção de Compostos Fenólicos Totais (CFT), enquanto na LAF com EET houve remoção de apenas 1 %, o qual foi importante, pois nos controles e LAF com enzima comercial ocorreu geração de CFT. O aumento da COV para 0,6 ou 1,2 kg⋅DQO⋅m-3⋅d-1 não diminuiu a eficiência das LAFs, chegando a aumentar a redução dos parâmetros de DQO e CFT. Já a redução da biodegradabilidade do efluente kraft impactou mais os sistemas do que as sobrecargas de matéria orgânica biodegradável. Por conta das características do efluente e condições utilizadas, a atividade da Lacase comercial reduziu em 58 % após 24 horas de contato dentro da LAF. Já o EET na LAF, apesar de diluído, manteve a Lacase ativa e permitiu catalisar a oxidação dos CFTs no efluente kraft, possivelmente pela presença de compostos que interagem mediando estas reações. A enzima Lacase associada a LAF se manteve ativa no tempo de operação, não sofreu influência do inóculo, porém não foi capaz de melhorar o desempenho observado no sistema controle nas condições de operação, especialmente na forma pura, como Lacase comercial, já o EET se mostrou promissor pelo seu desempenho sobre os CFT. / The kraft process is the most used in the world for the production of pulp and paper. This process was done with high concentrations of organic matter and recalcitrant compounds, which can have a significant impact on the aquatic environment. In Brazil, the most widespread treatment for this effluent is as Facultative Aerated Lagoons (FALs). This type of treatment is efficient in the removal of biodegradable organic matter, however some contaminants persist because of its recalcitrance, attributing toxicity to the effluent even after treatment. The objective of this work was to evaluate the treatment of kraft effluent by biological process in the presence of commercial Laccase (NOVOZYM 51003®) and ligninolytic enzymes produced in the laboratory by extract of White Rot Fungi (WRF). An experimental study was carried out with the aerobic batch system to determine the effects of pH, temperature and commercial Laccase concentration, as well as the rapid batch tests to verify the effect of inoculation associated with commercial Laccase, the effect of Laccase/Mediator and the effect of Inactive commercial Laccase in the effluent treatment. We also study the performance of the commercial Laccase and the Enzymatic Extract of Trametes sp. (EET) in continuous flow, in lab scale FALs, under room temperature conditions, for 60 days in a constant Organic Load Rate (OLR). In a second phase of the experiment with FALs, a sudden increase in OLR was performed to verify the efficiency of shock systems. The factorial experiment showed that the use of commercial Laccase positively influences a lignin removal, color and spectral area, being more efficient at pH 4 and temperature of 37 ° C and 3.9 U mL-1 laccase. Batch tests show that an inoculation does not interfere with enzymatic activity and that a commercial enzyme is readily biodegraded within the system. The experiment with FALs at constant OLR of 0.2 kg COD m-3 d-1, showed that FAL with commercial Laccase removed 86%, 52%, 20% and 30% of BOD5,20, COD, Color and Lignin Compounds (LC), respectively with FAL with EET removed 90%, 50%, 2% and 20% of BOD5,20, COD, Color and CL, respectively. But the values of both FALs were not statistically different compared to their control. Also in the OLR of 0.2 kg COD m-3 d-1, the FAL with EET showed a 1% removal, which represents a reduction of the Total Phenolic Compound (TPC). The increase of OLR to 0.6 or 1.2 kg COD m-3d-1 does not negatively impact the efficiency of the FAL, leading to a weight increase in the removal of COD and TPC. A reduction of the BOD5,20/COD ratio caused a expressively more important shock them biodegradable organic matter overloads. Due to the effluent characteristics and conditions of use, the commercial Laccase had its activity reduced within the LAF system in 58% after 24 hours of contact. However, the FAL with EET it showed that, although diluted, the crude laccase present in the EET remained active and allowed to catalyze the removal of TPC present in the kraft pulp mill effluent, Due to the presence of other compounds Interacting with each other, mediating these reactions. This it seems expressively important, since the FAL used as control, absence of Laccase, promoted an increase of about 23% in the TPC content of the treated effluent.

CAPES / Neste trabalho foi avaliado o comportamento de diferentes configurações de sistemas de wetlands construídas na remoção de matéria carbonácea, nitrogenada e fosforada de esgotos sanitários. Foram construídos três sistemas de tratamento em caixas retangulares de polipropileno com 55 cm de largura, 95 cm de comprimento e 58 cm de altura (cada), com volume útil de 0,10 m3. Os sistemas foram operados com tempos de detenção hidráulica (TDH) de 24 h, 48 h e 72 h e mantidos a temperatura ambiente. Estes foram classificados como sistema de wetlands construída (SWC 1) preenchida com areia, brita e mudas da macrófita aquática (Eichhornia crassipes), sistema de wetlands construída (SWC 2) preenchido com areia e brita (controle) e sistema de lâmina livre (SLL) com mudas da macrófita no esgoto sanitário. A caracterização físico-química dos materiais filtrantes foi realizada com determinação do pH, massa específica aparente, densidade relativa, teor de umidade, teor de cinzas e granulometria. Os parâmetros pH, temperatura do líquido, demanda química de oxigênio (DQO), fósforo total, nitrogênio total Kjeldahl (NTK), nitrogênio amoniacal, nitrito, nitrato, sólidos totais e suspensos totais foram determinados em amostras do afluente e efluente de cada sistema. Na análise do crescimento e da composição das macrófitas foram aferidos o comprimento e a largura de cada indivíduo e determinado os teores de fósforo e nitrogênio total no tecido vegetal. Para determinação de sólidos totais e totais voláteis no biofilme formado nos materiais filtrantes foram coletadas amostras de brita e areia dos sistemas. Análises da biomassa da macrófita para incorporação em blocos de concreto foram também realizadas. Na caracterização dos materiais suporte foi observado que os mesmos estão de acordo com os recomendados para este tipo de tratamento. O afluente utilizado na alimentação dos SWCs foi caracterizado como esgoto sanitário e classificado como fraco para DQO e SST e médio para ST. As melhores eficiências de remoção para fósforo, nitrogênio amoniacal e NTK foram obtidos no SLL com 38% (TDH de 72 h), 35% (TDH de 48 h) e 47% (TDH de 72 h), respectivamente. Para DQO a melhor eficiência de remoção foi verificada no SWC 2 com 80% no TDH de 48 h. Os resultados de absorção de NTK e fósforo total pela Eichhornia crassipes, mostraram que as macrófitas possuem capacidade de absorção destes nutrientes. Na absorção de fósforo, o SLL apresentou maior porcentagem de incorporação pela planta de 1,56% no TDH de 72 h (135° dia), coincidindo com o TDH de melhor eficiência de remoção obtida na análise físico-química de 38%. O melhor resultado da porcentagem de incorporação da fibra vegetal da macrófita em blocos de concreto foi de 2%. / The behavior of different configurations of constructed wetlands was evaluated in the removal of carbonaceous, nitrogenous and phosphorous matter of sanitary sewage. There treatment systems were set up in rectangular box of polypropylene with 55 cm of width, 95 cm of length and 58 cm of height (each) with total volume of 0.10 m3. The systems were operated with hydraulic retention time (HRT) of 24 h, 48 h and 72h and kept at room temperature. These were classified as constructed wetlands system (CWS 1) filled with sand, gravel and seedlings of aquatic macrophyte (Eichhornia crassipes), constructed wetlands system (CWS 2) filled with sand and gravel (control) and free-water-surface (FWS) with macrophyte seedlings in the sanitary sewage. The physical-chemical characterization of the support materials was carried out with determination of pH, bulk density, relative density, moisture content, ash content and particle size. The parameters pH, liquid temperature, chemical oxygen demand (COD), total phosphorus, total Kjeldahl nitrogen (TKN), ammonia nitrogen, nitrite, nitrate, total and total suspended solids were measured in samples of the influent and effluent of each system. In the macrophyte growth and composition survey, the length and width of each individual were measured and phosphorus and total nitrogen in the plant tissue were determined. Samples of gravel and sand were collect from the systems to determine the concentrations of total and total volatile solids in the biofilm formed in the support materials. Analysis of macrophyte biomass for incorporation into concrete blocks were also performed. In the characterization of supported materials it was observed that the same are consistent with recommended for this type of treatment. The affluent used in feeding the SWCs was characterized as sewage and classified as weak to COD and TSS and medium to ST. The best efficiency for phosphorus, ammonia nitrogen and NTK was obtained in 38% SLL (HRT of 72 hours), 35% (HDT of 48 h) and 47% (HDT 72h), respectively. To the best COD removal efficiency was observed in the SWC 2 to 80% in the HDT 48 h. The results NTK absorption and total phosphorus by Eichhornia crassipes, macrophytes have shown that absorptive capacity of these nutrients. In phosphorus absorption, the SLL had a higher percentage of incorporation by 1.56% in the plant TDH 72 h (135 th day), coinciding with the TDH best removal efficiency obtained in the physical and chemical analysis of 38%. The best result of the percentage of incorporation of vegetable fiber macrophyte in concrete blocks was 2%.

Cianobactérias são microrganismos capazes de produzir substâncias com potencial biológico e biotecnológico. Tais substâncias podem acarretar em malefícios, causados pelas toxinas, ou ter em sua composição substâncias benéficas como carotenoides, lipídeos e enzimas, de interesse biotecnológico. Assim, esse trabalho teve como objetivo avaliar a toxicidade e prospectar componentes presentes na biomassa global da cianobactéria Microcystis aeruginosa BB005. A toxicidade foi avaliada através de bioensaios com Daphnia magna, e a biomassa seca foi caracterizada por análises dos ésteres metílicos de ácidos graxos (EMAGs), determinação de carotenoides, obtenção do perfil proteico por eletroforese e hidrólise ácida de carboidratos. Também foi empregada uma metodologia de separação adsortiva por bolhas a fim de separar o pigmento ficocianina e enzimas de interesse biotecnológico (e.g. fosfatase alcalina e lipase) utilizando o sobrenadante de um cultivo. Apesar de ter sido possível quantificar a produção de toxinas pela cepa BB005, os ensaios ecotoxicológicos não permitiram estabelecer uma correlação entre a concentração de toxina e a imobilidade dos organismos. O perfil de EMAGs apresentou preponderância de PUFAs (ω-ácidos graxos) sendo que os linolenatos corresponderam a 25% do total. O teor de carotenoides encontrado durante a purificação dos lipídeos transesterificados e expresso como β-caroteno foi de 6,66 mg/g de biomassa seca. A eletroforese mostrou pelo menos 15 bandas distintas de proteínas e o perfil cromatográfico dos hidrolisados de carboidratos mostrou maior concentração do monossacarídeo glucose e de um dissacarídeo de glucose, possivelmente maltose. A separação de proteínas por espumação apresentou uma correlação direta entre fluxo de nitrogênio e a fração de espuma coletada. O fator de enriquecimento para a ficocianina foi de 41,69 utilizando fluxo de 20 mL/min de N2. Para a enzima fosfatase alcalina, os melhores resultados foram obtidos para o fluxo de 120 mL/min de N2, que apresentou fator de enriquecimento e de purificação de 5,25 e 2,85, respectivamente. Portanto, este trabalho demonstrou a importância de investigações sobre os componentes oriundos de M. aeruginosa, sobretudo dos EMAGs incomuns, a quantidade expressiva de carotenos e ainda da separação da ficobilina e de enzimas chave nos processos bioquímicos utilizando o processo por espumação. / Cyanobacteria are microorganisms able to produce substances with high biological and biotechnological potential. These substances may cause disorders because of the toxins or may be composed by beneficial substances such as carotenoids, lipids and enzymes of technological interest. Hence, the scope of the current research was centered in the toxicity evaluation or prospect the substances from the Microcystis aeruginosa cyanobacterium biomass – BB 005. Daphnia magna was used in the toxicity bioassays and the cyanobacterium dry biomass was characterized by the transesterified lipids analysis, carotenoid determination, electrophoretic profile for proteins and acid hydrolysis of polysaccharides. The foam fractionation methodology was performed to separate the phycocyanin pigment and enzymes (e.g. alkaline phosphatase and lipase), using the supernatant from a liquid culture of the cyanobacterium. Although it was possible to quantify the production of toxins by BB005 strain, the ecotoxicological tests have no establish a correlation between toxin concentration and the immobility of organism bodies.The methyl esters profile in which there was a large amount of PUFAs (ω-fatty acids) with 25% of linolenates. The carotenoid content found during the lipids transesterificaction, expressed as β – carotene, was 6.6 mg/g of dry mass. The electrophoresis indicated at least 15 distinct bands of proteins and the chromatographic profile from the native polymeric carbohydrates indicated higher concentration of monosaccharide glucose and a glucose disaccharide, possible maltose. Proteins separation through foaming showed a direct correlation between the nitrogen flow and the collected foam. The phycocianin enrichment factor was high, 41.69, at a 20 mL/min N 2 flow. While in the case of alkaline phosphatase the best result was attained in the 120 mL/min of N2 flow which lead to enrichment and purification factors equal to 5.25 and 2.85 respectively. Therefore, this research has demonstrated the importance of the investigation on compounds from the M. aeruginosa entire biomass, especially the methyl esters from less common and highly insaturated fatty acids, an expressive content of carotenoids and, furthermore, the separation of phycobillin and key- enzymes for biochemical processes, that were feasibly and primarily demonstrated in this experiment by the use of foaming procedure. / 5000

Dentre as tecnologias para tratamento de efluentes, este trabalho abordou processos de oxidação avançada fundamentados no uso de catalisadores heterogêneos, sendo este processo também conhecido por fotocatálise heterogênea. A eficiência desse tipo de processo já é bastante conhecida e reportada na literatura, no entanto, sua aplicação conta com gastos de energia artificial para ativação do catalisador responsável pela degradação de contaminantes. Neste sentido, novos materiais têm sido desenvolvidos para promoverem a fotossensibilização de catalisadores como TiO2, o que viabiliza ativação pela luz visível e aplicações com energia renovável solar. No desenvolvimento de novos catalisadores, os materiais nanoestruturados compósitos, formados por duas ou mais substâncias em contato íntimo, destacam-se pelo sinergismo que confere propriedades singulares ao material. Este trabalho teve como objetivo a síntese, caracterização e aplicação de nanocompósitos formados por polianilina (PANI), TiO2-P25 e NTCs como catalisadores na degradação do fármaco sulfametoxazol sob luz solar simulada. A síntese do catalisador consistiu na polimerização interfacial (água/tolueno) da anilina, contento fase orgânica com NTCs e anilina, e dióxido de titânio na fase aquosa. Diferentes associações dos materiais e concentrações de TiO2 foram testadas e resultaram nos seguintes catalisadores PANI:TiO2, PANI:TiO2-conc, NTC:PANI:TiO2 e NTC:PANI:TiO2-conc. Os materiais foram caracterizados por espectroscopia Raman, difração de raios X, microscopias eletrônicas de varredura e transmissão e análise termogravimétrica. O potencial desses materiais em fotocatálise de sulfametoxazol foi avaliado por um sistema de luz solar simulada. A síntese interfacial resultou em compósitos verdes, cor característica da polianilina. As técnicas de caracterização indicaram a formação de polianilina como uma massa polimérica contendo NTCs e/ou TiO2. O polímero nos compósitos mostrou, por espectroscopia Raman, ser mais polariônico, planar e menos reticulado. Análises termogravimétricas revelaram que os compósitos foram constituídos por cerca de ~ 85 % de TiO2 nas amostras com NTCs e ~ 95 % de óxido nas amostras formadas apenas por polianilina e óxido de titânio. Foi discutido condições fundamentais sobre a determinação da fotossensibilização do TiO 2-P25 por polianilina e NTCs, através de um sistema solar simulado. O catalisador PANI:TiO2-conc mostrou maior capacidade de fotodegradação de sulfametoxazol sob luz solar simulada em relação ao TiO2-P25. Diante disso, o compósito formado por polianilina e TiO2 com baixo percentual de polímero, resultou em um material com maior potencial para aplicações em sistemas solares. / Among the technologies for wastewater treatment, this work addressed advanced oxidation processes based on the use of heterogeneous catalysts, this process is also known as heterogeneous photocatalysis. The efficiency of this type of process is already well known and reported in the literature, however, its application has artificial energy costs for activation of the catalyst responsible for the degradation of contaminants. In this sense, new materials have been developed to promote the photosensitizing catalysts such as TiO2, which enables activation by visible light and solar renewable energy applications. In the development of new catalysts the nanostructured composite materials formed of two or more substances in close contact, stand out due to synergism which confers unique properties to the material. This study aimed to the synthesis, characterization and application of nanocomposites formed by polyaniline (PANI), TiO2-P25 and CNTs as catalysts in the degradation of the drug sulfamethoxazole under simulated sunlight. The catalyst synthesis was the interfacial polymerization (water / toluene) of aniline, containing organic phase with CNTs and aniline, and titanium dioxide in the aqueous phase. Different associations of materials and TiO2 concentrations were tested and resulted in the following catalysts PANI:TiO2, PANI:TiO2-conc, NTC:PANI:TiO2 and NTC:PANI:TiO2-conc. The materials were characterized by Raman spectroscopy, X- ray diffraction, electronic microscopy of scanning and transmission, and thermogravimetric. The potential for these materials in photocatalysis of sulfamethoxazole was evaluated by a simulated solar light system. The interfacial synthesis resulted in a green composite color, characteristic of polyaniline. The characterization techniques indicated the formation of polyaniline as a polymeric mass containing CNTs and / or TiO2. The polymer in the composite showed by Raman spectroscopy, to be more polaronic form, planar, an less reticulation. Thermogravimetric analysis showed that the composite consisted of approximately ~ 85 % TiO2 on samples with CNTs and ~ 95 % oxide in the samples formed only polyaniline and titanium oxide. Was discussed fundamental conditions on determining the photosensitivity of TiO2-P25 by polyaniline and CNTs, through a simulated solar system. The catalyst PANI:TiO2-conc showed higher photodegradation ability to sulfamethoxazole under simulated sunlight compared to TiO2-P25. Thus, the composite formed by polyaniline and TiO 2 with low percentage of polymer, resulted in a material with the greatest potential for applications in solar systems.

Estimativas de esgotamentos das reservas petrolíferas vêm motivando pesquisas no intuito de buscar alternativas para combustíveis e derivados, como os lubrificantes baseados em óleos diferentes dos óleos minerais, visando assim reduzir a contaminação provocada pelo uso dos lubrificantes convencionais. O objetivo deste trabalho consiste em realizar modificações químicas no óleo de soja refinado, através da reação de transesterificação seguida da epoxidação, alcóxi-hidroxilação, di-hidroxilação e acetilação a fim de melhorar as características lubrificantes desse óleo. A transesterificação foi realizada utilizando metanol, em uma razão molar óleo/metanol de 1:6 e 0,7% de catalisador. Os epóxidos foram produzidos utilizando ácido peracético comercial 15%, atingindo índice de oxigênio oxirano de 13,2%. A alcoxi-hidroxilação foi catalisada por Fe2(SO4)3 e ácido p-toluenosulfonico (APTS), utilizando diferentes alcoóis (metanol, etanol e 1-propanol) e água, onde se constatou que o Fe2(SO4)3 foi o catalisador mais eficiente. As melhores condições foram de 3% de catalisador para a relação óleo/álcool 1:3 e 5% de catalisador para a relação óleo/água, fazendo com que os índices de oxigênio oxirano fossem reduzidos a 0. A acetilação foi realizada usando anidrido acético em uma razão molar óleo/reagente de 1:2,5. A reação de alcoxi-hidroxilação provocou um aumento significativo da viscosidade cinemática de 34,18 mm².s-1; 54,82 mm².s-1; 46,34mm².s-1e 100,02 mm².s-1 para o EMOSRMH, EMOSREH, EMOSRPH e para o EMOSRDH respectivamente. Estes resultados mostram que a viscosidade para os lubrificantes alcoxi-hidroxilados e do diidroxilado é superior ao do óleo de soja refinado. Com a reação de acetilação dos alcoxi-hidroxidos e do di-hidroxilado, os valores de viscosidade cinemática são 46,22 mm².s-1; 42,22 mm².s-1; 28,44 mm².s- e 49,30 mm².s-1 para o EMOSRMA, EMOSREA, EMOSRPA e MOSRMDA, respectivamente. O aumento no índice de viscosidade para os alcoxi-hidroxilados ocorre na seguinte ordem DH, EMH, EEH e EPH. Para os acetilados a ordem é EMA, EEA, EPA e DHA. Estes resultados indicam que o tamanho da ramificação na cadeia éster altera o índice de viscosidade. Todos os produtos foram caracterizados por análises Físico-Químicas e por meio dos espectros de RMN de 1H e 13C. Pode-se concluir que a metodologia apresentada neste trabalho possibilita a obtenção de potenciais lubrificantes biodegradáveis. / Estimates of the lack of petroleum in the near future have motivated research to investigated fuels and refined products to petroleum alternative. Synthesizing various vegetable oils lubricants, to reduce the contamination caused by the use of conventional lubricants. The objective of this work is to carry out chemical modification of soybean oil by transesterification reaction followed by epoxidation, alkoxy- hydroxylation, di-hydroxylation and acetylation to improve the characteristics of these oil lubricants. Transesterification were performed using methanol at a molar ratio oil/methanol 1:6 and 0.7% catalyst. The epoxides were produced using commercial 15% peracetic acid, reaching oxirane oxygen content of 13.2%. The alkoxy-hydroxylation were catalyzed by Fe2(SO4)3 and p-toluenesulfonic acid (APTS) using different alcohols (methanol, ethanol and 1-propanol) and water. Fe2(SO4)3 was the catalyst more efficient. The best conditions to alkoxy-hydroxylation reactions were with 3% ratio of catalyst to oil/ethanol 1:3, and 5% of catalyst relative to oil/water, In these conditions, the oxirane oxygen levels were reduced to zero. Acetylation was carried out using acetic anhydride in a molar ratio oil/reagent 1:2.5. The reaction of alkoxy-hydroxylation caused a significant increase in the kinematic viscosity of 34.18 mm².s-1 ; 54.82 mm².s-1 ; 46.34 mm².s-1 and 100.02 mm².s-¹ for o EMOSRMH, EMOSREH, EMOSRPH and the EMOSRDH respectively. These results show that the viscosities of alkoxy-hydroxy and di-hydroxylated lubricants are superior to refined soybean oil. With the acetylation of alkoxy-hydroxides and di-hydroxylated lubricants, kinematic viscosity values were 46.22 mm².s-1; 42.22 mm².s-1; 28.44 mm².s-¹ and 49.30 mm².s-1 for EMOSRMA, EMOSREA, EMOSRPA and MOSRMDA, respectively. The increase in viscosity for the alkoxy-hydroxylated lubricants occurs in the following order: DH, EMH, EEH and EPH. For acetylated order is EMA, EEA, EPA and DHA. These results indicate that the size of the ester chain branching alters the viscosity. All products were characterized by Physicochemical analyzes and by 1H and 13C NMR spectra. It can be concluded that the method presented here enables obtaining potential biodegradable lubricants.

A Bacia Hidrográfica do Rio Palmital desempenha um papel importante no disponibilização de recursos hídricos para a sociedade local e regiões vizinhas. Entendendo a importância desse recurso hídrico e toda a dinâmica envolvida, esse estudo tem como objetivo identificar as possíveis intervenções para contenção de inundações na Bacia Hidrográfica do Rio Palmital dentro dos limites do município de Pinhais – PR. Levantando dados para um melhor planejamento ambiental da área, fornecendo informações que possam facilitar o cumprimento do Plano Diretor da Prefeitura Municipal de Pinhais, município para o qual a pesquisa propõem intervenções para a redução de riscos de inundações. Para o desenvolvimento do estudo foi organizado um banco de dados ambientais da bacia hidrográfica do rio Palmital, integrando as informações altimétricas, fluviométricas e pluviométricas, identificando os dados históricos de inundação que geraram perdas socio-econômicas principalmente. Primeiramente, realizou-se o estudo das características físicas e geomorfológicas da bacia gerando mapas temáticos utilizando o software ArcView. A partir dos dados pluviométricos e fluviométricos foi realizado um estudo das cotas de vazão do rio Palmital com as precipitações mais elevadas, relacionando esses dados com os dias que ocorreram inundações. O resultado identificou como enchentes que incorreram em perdas foram referentes aos anos 2003, 2009, 2010 e 2011. Após realizada esta identificação foi elaborado o mapa com as cotas de inundações históricas, para conhecer as áreas que mais estão suscetíveis a esse evento hidrológico extremo e assim propor que a área seja considerada de risco de inundações. Através do estudo verificou-se que as regiões mais afetadas estão próxima a foz e a margem direita do rio Palmital, uma área de urbanização consolidada. Propõe-se para essas áreas, como medida não-estrutural, um sistema de alerta para inundações juntamente com a Defesa Civil e educação ambiental para a conscientização da população sobre os riscos a qual está sujeita; e como medida estrutural a construção de lagoas de detenção/retenção como um parque linear, utilizando-as também como sistemas de wetlands para o tratamento da água do rio em períodos de seca, já que este rio está com a qualidade comprometida e enquadrado como classe 3 pela Resolução do CONAMA no 430. Para pesquisas futuras recomenda-se um estudo que possa indicar interferências nas cabeceiras, pois as mesmas poderiam auxiliar de forma mais significativa na prevenção de enchentes, e poderiam acarretar em custos mais reduzidos no que se refere à intervenções de medidas estruturais. / The River Basin Palmital plays an important role in the availability of water resources for the local and neighboring regions society. Understanding the importance of water resources and all the dynamics involved , this study aims to identify possible interventions to contain floods in River Basin Palmital within the limits of the municipality of Pinhais - PR . Raising data for improved environmental planning area, providing information which would facilitate compliance with the Master Plan of the City of Pinhais , county to which the proposed research interventions to reduce flood risks. To develop the study was organized a database of environmental data from the catchment area of the river Palmital , integrating the altimetry , and gauged precipitation data , identifying the historical flood data that generated mainly socio- economic losses . First, there was the study of the physical and geomorphological characteristics of the basin generating thematic maps using ArcView software . From the rainfall and runoff data a study of quota river flow Palmital with the highest precipitation was performed by relating these data with the floods that occurred days . The result identified as flood losses were incurred for the years 2003 , 2009, 2010 and 2011 . After making this identification the map with the coordinates of historical floods was prepared to know the areas that are most susceptible to this extreme hydrological event and thus propose that the area is considered a risk of flooding . Through the study it was found that the most affected areas are the mouth and the next right bank Palmital , an area of consolidated urbanization . It is proposed for these areas , such as non- structural measure , an early warning system for floods along with Civil Defence and environmental education for the public awareness of the risks to which it is subject , and as a structural measure the construction of detention ponds / retention as a linear park , also using them as wetland systems for the treatment of river water in times of drought , as this river is as committed and framed as class 3 by CONAMA Resolution No. 430 quality. For future research it is recommended that a study may indicate interference in the headwaters , because these could help more significantly in preventing floods , and could result in lower in relation to the interventions of structural measures costs.