Orientador: Edson Tomaz / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T09:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sousa_KellyRobertadePalma_M.pdf: 6232485 bytes, checksum: 500a91b8a73e0a551e7f614d7e182814 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Paulínia, localizada no estado de São Paulo, possui um importante centro industrial, e suas indústrias representam a maior fonte de emissão de compostos orgânicos voláteis (COV) para a atmosfera. Esses compostos podem apresentar efeitos adversos na saúde humana e no meio ambiente, além de exercerem papel importante na formação de oxidantes fotoquímicos, como o ozônio. O estudo desenvolvido representa a primeira experiência em Paulínia para medida e identificação de COV e teve como objetivo principal a caracterização da atmosfera, a partir da identificação dos principais hidrocarbonetos presentes, e da medida de suas concentrações. O trabalho foi realizado em duas etapas, a primeira para identificação dos principais compostos presentes e conhecimento inicial da atmosfera. A segunda parte foi dividida em duas campanhas, sendo a primeira realizada no verão e a segunda nos meses de inverno e início da primavera, ambas tiveram como objetivo medir as concentrações das espécies presentes e avaliar a variação temporal e espacial. Para a caracterização do ar e a medida das concentrações ambientais de uma ampla gama de COV presentes, um método analítico foi empregado, o qual consiste em adsorção dos compostos em resina Tenax TA (específica para hidrocarbonetos), dessorção térmica sem criogenia, separação em cromatografia gasosa empregando coluna capilar, identificação em espectrometria de massa e quantificação com auxílio do detector de ionização em chama (DIC) e calibração externa. Os resultados obtidos nesse estudo identificam os pontos mais críticos dentre os estudados, as principais fontes de contribuição de COV e os principais hidrocarbonetos presentes como sendo o benzeno, n-heptano, tolueno, etilbenzeno, xilenos, isopropilbenzeno e trimetilbenzeno. Os valores de concentração dos COV obtidos durante o período de amostragem variam de muitas ordens de grandeza, dependendo do período do dia e do local, e seus valores encontram-se na faixa de 3,2 a 29 J.1g/m3, 0,9 a 38J.1g/m3, 0,3 a 3,4 J.1g/m3, 0,9 a 49 J.1g/m3, 0,3 a 25,3 J.1g/m3 e 0,3 a 1,7 J.1g/m3 para benzeno, tolueno, etilbenzeno, p+m xileno, isopropilbenzeno e trimetilbenzeno, respectivamente / Abstract: Paulínia, in the São Paulo state, has an important industrial complex and its industries are the major source of voe to atmosphere. These compounds can cause several adverse environmental and health effects and they play an important role in the photochemical oxidants formation, as ozone. The study developed represents the first attempt to identify and mesure ambient voe in Paulínia and it has had as a major objective the atmosphere characterization, with the identification of the main hydrocarbons existents and the measures of the their concentration in the atmosphere. The work was performed in two parts, the first one for identification of the most important voe existents. The second one, divided in two campaigns, one in summer time and another in winter and spring time, both to measuring the voe concentration and to evaluate the spatial and seasonal variation. For the comprehensive characterization of the atmosphere and ambient air concentration measures of a broad spectrum of voe existents, an analytical method was used, consisting in ad~~rption on resin Tenax TA, thermal desorption without criofocusing, capillary gas chromatographic separation, mass spectrography identification and flame ionization detector (FID) for concentration measure. The results of this study show the critica I points among the studied, the main voe sources and the main hydrocarbons existents, being benzene, n­ heptane, toluene, ethylbenzene, xylenes, isopropylbenzene and trimethylbenzene. The values of voe concentration obtained during ali sampling period vary in a wide range depending on the day period and local, this values are in a range of 3,2 a 29 J.1g/m3, 0,9 a 38J.1g/m3, 0,3 a 3,4 J.1g/m3, 0,9 a 49 J.1g/m3, 0,3 a 25,3 J.1g/m3 e 0,3 a 1,7 J.1g/m3 to benzene, toluene, ethylbenzene, p+m xylene, isopropylbenzene e trimethylbenzene, respectively / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador : Carlos Alberto Luengo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Juliao_JoaoTeixeira_D.pdf: 19668059 bytes, checksum: e8d7b132eb211cfbd9e424a8dd3ce9e4 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: Neste trabalho se desenvolveu um processo que permite a conversão do resíduo de craqueamento catalítico, denominado de óleo decantado, em piches de petróleo precursores de fibras de carbono. Também, obteve-se mono-filamentos de fibra de carbono a partir de precursores a base de piche de petróleo isotrópico e mesofásico, desenvolvidos em escala de laboratório, e de mesofase importada utilizado como padrão. O presente processo envolve a destilação simples do óleo decantado, à pressão atmosférica e/ou sob vácuo, e posterior tratamento térmico do piche de petróleo resultante a uma temperatura entre 350°C e 450°C, e sob fluxo de gás inerte, objetivando a produção de piche de petróleo mesofásico. O processo compreende ainda a fiação continua de fibra de piche e de mesofase, através da fIação por fusão, seguida de tratamentos térmicos de estabilização em atmosfera oxidante, e posterior carbonização em atmosfera inerte. Os piches de petróleo resultantes deste processo, que apresentam propriedades físico-químicas especificas, podem ser utilizados em substituição aos piches de alcatrão de hulha como agentes impregnantes e/ou aglomerantes na fabricação de eletrodos para a indústria de aço e de ferro ligas, e em especial na indústria de alumínio primário e, também, como matéria-prima na indústria de materiais carbonos os avançados / Abstract: The main objectives in this study are the process development to convert decanted oil into petroleum pitches and monofilament carbon fiber obtaining both from isotropic and mesophase petroleum pitch precursors. Decanted oil is the residue from the petroleum catalytic cracking unit. Carbon fibers were also produced using commercial mesophase made from naphthalene and compared to those ones from decanted oil. The first step in the process is decanted oil distillation under vacuum or atmospheric pressure to produce the pitch; the second one is the pitch heat treatment in the temperature range of 350°C to 450°C under inert gas (N2) pressure to produce the mesophase pitch. Isotropic and mesophase pitches are continuously weaved by melted wiring followed by heat treatment in oxidative environment to reach the stabilization and finally carbonized under inert gas environment. Petroleum pitches produced from decanted oil in the process developed here have specific physical-chemical properties and can be used to replace coal tar pitches as impregnation agent and/or binders for electrode manufacture to steel and iron-alloy industries, specially for primary aluminum production. Petroleum pitches are also raw materials to advanced carbons / Doutorado / Doutor em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:08:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo9475_1.pdf: 1615933 bytes, checksum: 0a06934fcd311fa28bb4f084fffeb208 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2012 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A exploração, a produção e o transporte de petróleo e seus derivados podem levar à geração de efluentes que são tratados em geral por processos biológicos (lagoas aeradas, lodos ativados ou reatores biológicos). Nesses processos, alguns contaminantes são removidos, e o efluente final apresenta uma nova característica físico-química que algumas vezes atinge os limites permitidos pela legislação para descarte em corpos receptores. No entanto, estes processos geram um lodo com uma alta carga de contaminação e deve ser levado para aterro sanitário ou co-processamento, processos que são onerosos para a refinaria. Neste trabalho foi aplicado o método de Processos Oxidativos Avançados (POA) para degradação dos Hidrocarbonetos Policíclico Aromático (HPA) em efluentes reais de uma refinaria de petróleo e os dados obtidos foram tratados por redes neurais, modelos estatísticos baseados em comportamento de um sistema físico complexo, onde mapea um conjunto de dados de entrada-saída sem possuir nenhum outro conhecimento prévio do processo, apenas se baseando no histórico dos dados. Os resultados obtidos foram corroborados pelas medidas de degradação dos HPA, Carbono Orgânico Total (COT) e foram completados com estudos de toxicidade utilizando material natural como microcrustáceo. Foram empregados três processos oxidativos: fotólise, Processo Fenton e Processo FotoFenton. Observou-se uma degradação abaixo de 30% para o tratamento com fotólise, até 60% para o tratamento Fenton e acima de 90% para o tratamento FotoFenton quando se empregou uma concentração de H2O2 de 60; 95 e 130 mmol nestes dois últimos processos. No teste de toxicidade, utilizou-se o microcrustáceo artemia salina, que foi submetido à exposição durante 24h , obtendo uma porcentagem de sobreviventes de 80% do microcrustáceo o que comprova a eficiência do tratamento POA. Para empregar a Rede Neural, foram utilizados os dados experimentais e os simulados no teste e na validação, levando à evidência que os valores ficaram muito próximos e que a rede neural utilizada foi capaz de acompanhar com precisão a tendência dos dados, consequentemente os valores do COT, pois, o coeficiente de correlação para a primeira modelagem foi R2= 0,994 e para a segunda modelagem foi R2=0,996

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo951_1.pdf: 2926833 bytes, checksum: 77c51212a36f0c4105a9cb1a7758188f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os contaminantes emergentes tem sido um assunto largamente discutido na comunidade cientifica, principalmente quando relacionado à poluição em ambientes aquáticos. Esses poluentes abrangem fármacos, cosméticos, surfactantes, aditivos para a gasolina, compostos orgânicos fluorados, corantes, hidrocarbonetos poliaromáticos, entre outros. Estes compostos, em sua maioria, são dificilmente detectados e geralmente não são degradados pelos métodos convencionais de tratamento (processos biológicos), sendo assim, mesmo após passagem pelas estações de tratamento, continuam livres no meio, podendo atingir as águas para abastecimento humano. O objetivo deste trabalho foi detectar o contaminante emergente cloridrato de histamina em solução aquosa por potenciometia direta utilizando eletrodo íon-seletivo e degradar os contaminantes HIDROCARBONETOS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS de petróleo solubilizados em solução salina utilizando processos oxidativos avançados. Através de testes de seletividade foi possível desenvolver uma metodologia potenciométrica, utilizando um eletrodo tubular sem placa de cobre e na preparação da membrana sensora, PVC (30,4%), 2-fluorofenil 2-nitrofenil éter (68,3%), tetrakis (4- clorofenil) borato de potássio (6,4 x 10-3 mol.kg-1) e-ciclodestrina (1%). O eletrodo utilizado apresentou tempo de vida útil de 10 meses sem qualquer procedimento de condicionamento especial. O coeficiente de seletividade que mostra o acompanhamento da interferência causado por outras espécies com concentrações diferentes, apontou valores inferiores a 0,25 x 10-5 mol.L- nas condições testadas. Nesta etapa do trabalho os eletrodos íon-seletivo mostraram ter características de desempenho adequadas para o monitoramento do cloridrato de histamina em solução aquosa, alem de ser bastante versáteis em sua construção e detecção do composto proposto, permitindo assim em um futuro próximo, diversas aplicações na área ambiental. Na degradação dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticosS (HPA) da fração solúvel do petróleo (FSA) por fotólise e processos oxidativos avançados (POA), pode-se avaliar qual o processo de maior eficiência e a melhor fonte de radiação. No processo de fotolise (UV-C) a taxa de degradação dos hidrocarbonetos poliaromaticos (HPA) do petróleo bruto foi de 89,98% ajustando o sistema em pH 5 e utilizando um tempo reacional de 4h. Com o processo Fenton o percentual de degradação dos (HPA) obtido foi de 80,86%, a partir de uma concentração de peróxido de hidrogênio igual a 0,8 mol, com o pH do sistema igual a 5 e tempo reacional. E na avaliação das fontes de radiação (luz negra, branca, UV-C e solar) do processo foto-Fenton, o melhor resultado 90,89% obteve-se utilizando luz solar, partindo da menor concentração de peróxido de hidrogênio (0,4 mol.L-1), maior tempo de exposição a radiação (6h) e com pH do sistema igual a 4. Associado a taxa de degradação, este processo apresenta baixo custo operacional

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a class of compounds characterized by having two or more condensed aromatic rings. These substances, as well as their nitrated and oxygenated derivatives, can be found widely spread as constituents of complex mixtures in the environment. A variety of PHAs, in many cases showing similar structures, can be found in the environment. The United States Environmental Protection Agency (U.S. EPA) has listed 16 PAHs based on their toxicological profiles, as priority pollutants. In the present study, the performance of the solid substrates Amberlite XAD-2, polyethylene, high-density polyurethane foam, silica gel and quartz fiber were investigated as alternative to XAD-2 to remove HPAs from solutions. The investigation of the adsorption of naphthalene, acenaphthylene, acenaphthene, fluorene, phenanthrene, anthracene and chrysene was conducted in aqueous solutions by batch experiments, considering the initial concentrations of substrates and PHAs, time, temperature and influence of cosolvency. Spectrophotometry and liquid chromatography with UV detection were used to assess the removal yield. The results showed that the yields of PAH strongly dependent on the substrate as well as the PHA. The PAHs were most quickly and almost totally (except chrysene and anthracene) removed by polyurethane foam. High density polyethylene behaves similarly to XAD-2. Among the investigated PHAs, chrysene showed a different behavior, since the best adsorbents for this compound were as silica gel and quartz fiber. Thus the personal samplers for PHAs must be prepared as a mix of adsorbents instead of having a unique composition. / Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) fazem parte de uma classe de compostos caracterizados por terem dois ou mais anéis aromáticos condensados. Estas substâncias, assim como seus derivados nitrados e oxigenados, podem ser encontradas difundidas como componentes de misturas complexas no ambiente. Uma variedade de HPAs, que em muitos casos, mostram estruturas semelhantes, pode ser encontrada no meio ambiente. A Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos (U.S EPA) listou 16 HPAs com base em seus perfis toxicológicos, como poluentes prioritários. No presente estudo, o desempenho do substrato de Amberlite XAD-2, polietileno de alta densidade, espuma de poliuretano, sílica gel e fibra de quartzo foram investigados como alternativa ao XAD-2 para remover HPAs a partir de soluções. O estudo da adsorção do naftaleno, acenaftileno, acenafteno, fluoreno, fenantreno, antraceno e criseno foi realizado em soluções aquosas através de experimentos em batelada, avaliando a influência das concentrações iniciais dos HPAs e substratos, tempo, temperatura e efeito do co-solvente. Espectrofotometria e cromatografia líquida com detecção por UV foram utilizados para avaliar o rendimento de remoção. Os resultados mostraram que os rendimentos são fortemente dependentes do substrato, bem como dos HPAs. Os HPAs foram mais rapidamente e quase totalmente removidos por espuma de poliuretano (exceto criseno e antraceno). O polietileno de alta densidade apresenta um comportamento semelhante ao de XAD-2. Entre os HPAs investigados, criseno apresentou um comportamento diferente, uma vez que os melhores adsorventes para este composto foram à sílica gel e a fibra de quartzo. Assim, os amostradores pessoais para HPAs devem ser preparados como uma mistura de adsorventes em vez de ter uma composição única.

O objetivo desta tese foi o desenvolvimento de um equipamento compacto para o tratamento de águas subterrâneas contaminadas por BTEX e TPH em postos de combustíveis. Esta questão ambiental é uma preocupação mundial devido ao nível de contaminação e a quantidade de vazamentos existentes, toxicidade dos poluentes e a necessidade de uso de aquíferos para consumo humano. O equipamento é composto por unidades que contemplam as seguintes etapas: (a) sucção e volatilização de compostos orgânicos voláteis; (b) injeção de ar (“air sparging”) para remoção de substâncias orgânicas voláteis; e (c) filtro de adsorção com recheio composto por mistura de 50% de carvão ativado e 50% de cinza de casca de arroz para a remoção de TPH. A parte experimental envolveu a caracterização de águas subterrâneas contaminadas e estudos em escala piloto e real. Os resultados obtidos demostraram que o equipamento de remediação desenvolvido é altamente eficiente para o tratamento de águas subterrâneas contaminadas. Com um tempo de detenção de 8 horas, obtiveram-se decréscimos superiores a 96% de BTEX e TPH. Nesta situação, a água contaminada tratada alcança valores que atendem aos critérios de lançamento estabelecidos pelas legislação nacional vigente. / This study describes the development of a compact device to treat groundwater contaminated with BTEX and TPH in gas stations. This environmental issue raises concerns worldwide, due to the level of contamination, the high occurrence of leaks, the toxicity of contaminants, and the importance of aquifers for human consumption. The equipment was formed by: a) a suction and treatment stage using vacuum and aeration with injectors (to replace the suction system based on a conventional vacuum pump and the air stripping and/or air sparging system); b) small-scale surface aerators (to replace the air stripping and/or air sparging system); c) an adsorption filter using a mixture of activated carbon (50%) and rice husk ash (50%) (to replace the activated carbon system). The experiment was conducted in four stages: a) characterization of groundwaters; b) presentation of the adsorbents used in the filter; c) pilot test (under controlled conditions to measure the efficiency to remove BTEX and TPH); and d) the full-scale tests (observation and confirmation of equipment efficiency). The results show that the remediation equipment developed is highly efficient to treat contaminated groundwater. An 8-h retention time afforded to reduce BTEX and TPH levels by over 96%. In this scenario, the treated water parameters meet the current legal requirements for discharge.

Orientador: Lucia Regina Durrant, Matthew James Grossman / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T02:43:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_LigiaGibinidos_M.pdf: 3848321 bytes, checksum: 46f91a01a783f6fd7d5153ba73c6e8a0 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Dentre os contaminantes ambientais mais abundantes, destacam-se os Hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs), que apresentam elevado potencial tóxico, sendo imprescindível sua remoção do ambiente. O objetivo deste trabalho foi analisar, em microcosmos, a biodegradação de HAPs por um consórcio bacteriano e identificar fatores que influenciam nesta degradação e na análise dos dados. A degradação dos HAPs no solo sem histórico de contaminação foi muito semelhante em todos os microcosmos, apresentando uma porcentagem de aproximadamente 85%. Para analisar a toxicidade do solo antes e depois da biorremediação, realizou-se um testes de germinação de sementes de Lactuca sativa (alface). O teste mostrou baixa toxicidade do solo após 80 dias da contaminação, com ou sem a adição do consórcio. Durante estudos de remediação biológica, é necessário utilizar um marcador interno para minimizar a dispersão e extração irregulares dos contaminantes. Neste estudo foi utilizado o hexaclorobenzeno, que mostrou excelente, uma vez que não sofreu nenhum tipo de degradação. Análises moleculares mostram que a adição de HAPs alterou significativamente a comunidade microbiana, favorecendo os membros degradadores de tais poluentes. O consórcio adicionado inibiu o crescimento de alguns micro-organismos autóctones. Além disso, não houveram evidências de que os micro-organismos degradadores de HAPs adicionados persistiram, sugerindo que eles podem não competir eficientemente com a população microbiana autóctone. Não houve efeito claramente identificado do hexaclorobenzeno sobre o crescimento de micro-organismos, com exceção de um aumento no número de organismos pertencentes da classe Alphaproteobacteria / Abstract: Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) stand out as among the most abundant and toxic of environmental contaminants, and their removal from contaminated sites is indispensable for a healthy environment. The objective of this study was to analyze, in soil microcosms, the biodegradation of PAHs by a bacterial PAH degrading consortium and identify factors that influence this degradation and data analysis. Degradation of PAHs in soil with no history of contamination was very similar in microcosms with or without bioaugmentation, with the extent of PAH removal of about 85% in all cases. The germination of Lactuca sativa (lettuce) in soils taken from the microcosms was used to examine the toxicity of the soil before and after bioremediation. The test showed a low toxicity of the soil 80 days after PAH contamination, with or without the addition of the consortium. During studies of biological remediation it is necessary to use an internal non-biodegradable marker to minimize the effect of uneven dispersion and irregular extraction of pollutants. This study used hexachlorobenzene as the nonbiodegradable marker and it proved to be an excellent marker as it did not suffer any significant degradation in the soil microcosms. Molecular analyzes showed that the addition of PAHs significantly altered the microbial community by encouraging the growth of PAH degraders. In addition, the added microbial consortium was found to inhibit the growth of some of the indigenous microorganisms. Furthermore, there was no evidence that the added PAH degraders persisted, suggesting that they might not compete effectively with the native microbial population. There was little effect of hexachlorobenzene on the microbial community or on the removal of the PAH contaminants, with the exception of an increase in the number of organisms belonging to the class Alphaproteobacteria / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestra em Ciência de Alimentos

Orientador: Carlos Roberto de Souza Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociências / Made available in DSpace on 2018-08-26T19:58:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CorreaPabon_RosaElvira_D.pdf: 10125024 bytes, checksum: 73b222e9787711d668d1cc3b8a2845ba (MD5) Previous issue date: 2015 / Resumo: Essa pesquisa compreende a aplicação de técnicas de espectroscopia de refletância e imageamento hiperespectral aeroportado visando o aprimoramento de métodos e sistemas de monitoramento de solos expostos à vazamentos de hidrocarbonetos (HCs), em instalações petrolíferas. O trabalho compreendeu um experimento em ambiente de laboratório, onde contaminações controladas foram realizadas buscando-se simular, em escala reduzida, solos impactados por vazamentos de HCs. Os principais objetivos do experimento foram os seguintes: (i) caracterizar as assinaturas espectrais dos solos impregnados com HCs, em diferentes proporções, no intervalo do espectro visível e infravermelho (350 ¿ 2500 nm); (ii) descrever as principais feições de absorção espectral diagnósticas da presença do HC; (iii) estabelecer os limites de detecção do HC na mistura; (iv) gerar modelos matemáticos de simples aplicação, que permitam estimar o tipo e volume de HCs envolvido na contaminação. Considerando a base gerada nas investigações experimentais, em um segundo passo, técnicas digitais de extração de informações espectrais foram aplicadas a um conjunto de imagens hiperespectrais adquiridas sobre instalações petrolíferas e áreas experimentais de vazamentos de HCs líquidos em escala real. Como resultado, foi possível identificar a distribuição espacial de solos e outros alvos potencialmente contaminados nessas áreas, cujos principais focos foram comprovados no campo. O estudo sugere o grande potencial de aplicação destas tecnologias ultraespectrais e hiperespectrais no monitoramento de solos em torno das linhas de transporte de petróleo e de refinarias, o que pode contribuir para aquilatar a segurança e desempenho operacional de dutos de transporte e armazenamento de HCs na indústria do petróleo / Abstract: This research involves the application of reflectance and imaging spectroscopy techniques to improve methods and systems to monitor bare soils contaminated by hydrocarbon (HC) leaks in petroleum refinaries and pipelines. The study involves an experiment, conducted under laboratory conditions; where controlled contaminations were made aiming to simulate, in a small scale, soils contaminated with hydrocarbon leaks. The main objectives of the experiment are the following: (i) to characterize the spectral signature of contaminated soils, with several proportions of HCs, within visible and infrared wavelengths (350 ¿ 2500 nm); (ii) to describe the main, diagnostic absorption bands linked to the presence of HCs, (iii) to establish concentration limits for the detection of HCs in substrate mixtures; (iv) to generate simple models to estimate the HC type and impregnation level involved in the contamination. The comprehensive spectral libraries yielded during the laboratory experiments were used, in a second step, as an input for the application of digital information extraction techniques to hyperspectral image datasets acquired on real petroleum facilities and field experimental areas of liquid HC leaks. Given such representative scenarios, it was possible to identify the spatial distribution of soils and other potentially contaminated targets in these areas, which were verified further in the field and corresponded to sites with leaks. The study suggests the great potential for intelligent use of ultraspectral and hyperspectral technologies for monitoring soils around pipelines and refineries, adding to the safety and operational performance of oil pipelines and storage in the petroleum industry / Doutorado / Geologia e Recursos Naturais / Doutora em Ciências

Cubatão, o maior pólo industrial da américa latina também já foi uma das cidades mais poluídas do mundo. Os 30 anos de intensa atividade industrial vêm pressionando o meio ambiente com substâncias tóxicas e afetando gravemente a saúde da população. Dentre as substâncias contaminantes mais importantes da região estão os derivados de petróleo como o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos. Conhecidos como BTEX, eles são produzidos e utilizados em larga escala e a contaminação ocorre frequentemente através de vazamentos. Nos solos, devido à sua solubilidade em água, essas substâncias podem se espalhar por longas distâncias a partir do ponto afetado contaminando locais distantes. Já foi comprovada a capacidade de micro-organismos de sobreviver e até utilizar BTEX como fonte de carbono. Os micro-organismos adaptados catabolizam os contaminantes transformando-os em substâncias menos tóxicas e até mesmo eliminando-os do ambiente, capacidade de grande interesse econômico e ambiental. Nessa linha, nossa proposta visa o estudo das comunidades microbianas de solos afetados e não afetados por BTEX. Para isso foi utilizada a metagenômica como abordagem de estudo identificando-se diferenças qualitativas e quantitativas nas estruturas microbianas de três diferentes locais do município de Cubatão, sendo um deles afetado diretamente por BTEX. Pelo método utilizado e aqui desenvolvido, foi possível identificar um panorama metabólico geral identificando-se genes relevantes e o potencial de degradação de hidrocarbonetos aromáticos de micro-organismos conhecidos e desconhecidos, revelando melhor o potencial metabólico dos solos identificados. Os resultados apresentados podem contribuir para um melhor entendimento da dinâmica in situ de uma comunidade microbiana afetada por BTEX assim como melhorar o conhecimento sobre a comunidade microbiana de um local altamente impactado como Cubatão. / Cubatão is the largest industrial site in Latin America and was in the past one of the most polluted cities in the world. 30 years of intense industrial activity has pushed environmental limits with toxic substances and has severely affected the inhabitants\' health. Among the contaminants found in the region, the petroleum derivatives benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes are the most important. Known collectively as BTEX, they are produced and used at a large scale and contamination frequently occurs. Because it is highly soluble in water, when in soil BTEX can spread long distances from the original contamination site, thus affecting large areas. Some microorganisms are known to live in contaminated environments and use contaminants such as BTEX as a unique carbon source for energy production. They catabolize contaminants into less dangerous products or even eliminate them from environment, a feature which has great commercial and environmental interest. We therefore compared the microbial communities in soils which were affected and un-affected by BTEX contamination. To this end, we used a metagenomics approach and developed a comparison method to identify microorganisms and degradation potential of soils studied. We found qualitative and quantitative differences in microbial structures from three different sites in Cubatão County, one of which is contaminated with BTEX. We constructed a metabolic overview identifying important genes, degradation potential and microorganisms related to BTEX degradation. The results presented here could contribute to understanding the in situ dynamics of a BTEX affected microbial community as well as improving our knowledge of the microbial community of Cubatão, a highly environmentally impacted place.

Enzimas lipolíticas possuem enorme potencial biotecnológico. O objetivo foi prospectar genes para a codificação de enzimas lipolíticas em biblioteca metagenômica com 4224 clones. A atividade lipolítica foi avaliada pela formação de halo ao redor das colônias através do cultivo dos clones em meio de cultura suplementado com tributirina, sendo positiva para 30 clones, e dois foram selecionados e tiveram o DNA sub-clonado. Os DNAs das sub-bibliotecas foram sequenciados, gerando um contig completo para o clone PL28.F10, que foi comparado com as sequências do banco NCBI. Uma ORF codificadora de esterase/lipase de 303 aminoácidos e 61% de identidade com micro-organismo não cultivável foi encontrada. Árvores filogenéticas indicam que o clone possui a ORF15 mais próxima da família IV das esterases/lipases. Foi possível identificar os sítios ativos representativos da família, confirmando o resultado das árvores filogenéticas. Com sequências já patenteadas, a ORF15 é um grupo irmão das sequências de esterases/lipases da BASF e de uma proteína não identificada da CAMBIA. / Lipolytic enzymes have show enormous biotechnological potential. The work was done to find genes which codify lipolytic enzymes in a metagenomic library with 4224 clones. Clones were selected according to lipolytic activity and were assessed by cultivation in medium supplemented with tributyrin. Assessment was done by observation of halos formed around the colonies, with 30 clones producing halos. Of these, two were selected. DNA from the sub libraries was sequenced, generating a complete contig for clone PL28.F10 that was compared to sequences from the NCBI. An ORF of 303 amino acids with 61% of identity with uncunturable microorganism were found. The clone presented the ORF15 similar to that of lipolytic enzyme family IV. The alignments made possible the identification of active sites which represent the family, confirming the results obtained with the construction of the cladograms. The ORF15 showed similarities to patented BASF esterase/lipase and an unnamed protein of CAMBIA.