Nessa pesquisa foram testados separadamente dois inóculos solo/compostagem e lodo termofílico de reator anaeróbio de manta de lodo e fluxo ascendente (UASB) do tratamento de vinhaça em relação ao potencial de produção de compostos de valor agregado a partir do bagaço de cana-de-açúcar (BCA) em reatores em batelada em condição mesofílica e termofílica, respectivamente. Pré-tratamentos térmico, ácido e diluição seriada foram aplicados ao inóculo termofílico, como tentativa de inibir as arqueias metanogênicas. A diluição seriada foi o pré-tratamento aplicado em ambos os inóculos, mesofílico e termofílico, para obtenção de consórcio de bactérias fermentadoras. Cinco meios de culturas foram testados como fonte de nutrientes para o crescimento de bactérias celulolíticas e fermentadoras. Dentre esses foi selecionado para os ensaios mesofílicos e termofílicos, o meio de cultura mais complexo suplementado com extrato de levedura. O BCA foi submetido à pré-tratamento biológico, térmico, explosão a vapor, deslignificação alcalina e hidrotérmico sendo o último utilizado nos ensaios do planejamento fatorial. O efeito das variáveis independentes de concentração de extrato de levedura e temperatura foi avaliado na produção de hidrogênio, metano e ácidos orgânicos a partir do inóculo termofílico. O efeito da concentração de extrato de levedura e substrato (BCA) foi avaliado na produção de bioprodutos a partir do inóculo mesofílico (37ºC). A maior produção de hidrogênio foi de 17,30 mmol/L à 60ºC e 3,42 g/L de extrato de levedura para a condição termofílica. Em relação aos ensaios mesofílicos observou-se 1,53 mmol/L com 3,42 e 5,00 g/L de extrato de levedura e BCA, respectivamente. Caracterização taxonômica e funcional dos microrganismos dos reatores de melhor desempenho de produção de hidrogênio dos planejamentos fatoriais termofílico e mesofílico foi realizada por análise Metagenômica (Illumina HiSeq). Nestas condições foram identificados microrganismos dos domínios Archaea, Bacteria, Eukarya, além de vírus. Para o domínio Bacteria foram identificados microrganismos celulolíticos e fermentadores como Coprothermobacter e Clostridium, enquanto para o domínio Archaea, foram identificadas metanogênicas hidrogenotróficas e acetoclásticas, como Methanothermobacter e Methanosarcina. Foram ainda identificados genes codificantes de enzimas catalisadoras da degradação de celulose, hemicelulose e lignina, constituintes principais da biomassa lignocelulósica utilizada como substrato, tais como celulase, carboxylesterase e 2-ácido hidroxi oxidase, respectivamente. Microrganismos aderidos no BCA in natura foram observados por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e identificados por sequenciamento do RNAr 16S, e semelhantes a Streptomyces, Paenibacillus, Stenotrophomonas, Sphingomonas. Os microrganismos do lodo termofílico, solo e compostagem foram caracterizados por sequenciamento do RNAr 16S, e foram semelhantes a Clostridium, Thermoanaerobacter, Caloramator, Anaerobaculum, Tatlockia, Coprothermobacter, Dysgonomonas, Coprococcus, Sporomusa, Methanobacterium, Methanothermobacter, Methanosaeta, dentre outros. / In the present study, two inoculum (soil/compost and thermophilic sludge from upflow anaerobic sludge blanket from vinasse treatment) were separately evaluated as potential to production of value-added products from sugarcane bagasse in mesophilic and thermophilic conditions, respectively. Thermal, acid and serial dilution pretreatments were performed in the thermophilic inoculum to inhibition of methanogenic archaea. Serial dilution was applied into the mesophilic inoculm. Five culture medium were evaluated as nutritional source to enrichment of cellulolytic and fermenters bacteria; between then, the most complex one, supplemented with yeast extract was selected for the mesophilic and thermophilic bioassays. The sugarcane bagasse (SCB) was submitted to biological, thermal, stem explosion alkaline delignification and hydrothermal pretreatments, and the last one was used as substrate for the factorial designs. The effect of independent variables, such as yeast extract and temperature were evaluated on the hydrogen, methane and organic acids production from the thermophilic inoculum. The effect of yeast extract and substrate (SCB) concentrations were evaluated on the bioproducts generation from the mesophilic inoculum. The highest hydrogen production of 17.3 mmol/L was obtained at 60ºC and 3.42 g/L of yeast extract, on the thermophilic factorial design. In relation to the mesophilic factorial design, obtained 1.53 mmol/L of hydrogen with 3.42 and 5.00 g/L of yeast extract and SCB, respectively. Taxonomical and functional characterizations from the microorganisms were performed in the reactors with highest hydrogen production on the factorial designs using Metagenomics analysis (Illumina HiSeq). In both condition, mesophilic and thermophilic were found microorganisms from Archaea, Bacteria, Eukarya domin, besides Viruses. Concerning the Bacteria domain were found cellulolytic and fermenters microorganisms similar to Coprothermobacter and Clostridium, whiles for Archaea domain were identified hydrogenotrophic and acetoclastic methanogenic similar to Methanothermobacter and Methanosarcina. There were obtained genes coding to enzymes related to the cellulose, hemicellulose and lignin degradation such as carboxylesterase e 2-acid-hydroxioxidase, respectively. Microorganisms adhered into the in natura SCB fiber were observed by scanning electronic microscopy (SEM) and identified by 16 S rRNA sequencing, mainly as similar to Streptomyces, Paenibacillus, Stenotrophomonas, Sphingomonas. The microorganisms from the thermophilic sludge, soil and composting were also characterized by 16S RNAr sequencing and were similar to Clostridium, Thermoanaerobacter, Caloramator, Anaerobaculum, Tatlockia, Coprothermobacter, Dysgonomonas, Coprococcus, Sporomusa, Methanobacterium, Methanothermobacter, Methanosaeta, among others.

O objetivo deste estudo foi realizar ensaios de adsorção dinâmica, em coluna de leito fixo sem etapa regenerativa, para tal finalidade utilizou-se como adsorventes o carvão ativado comercial e material adsorvente à base de lodo biológico, para o tratamento de sulfeto de hidrogênio em corrente gasosa e obtenção das capacidades de adsorção. O lodo foi obtido de forma bruta em estação de tratamento de efluentes de abatedouro de aves, e tratado por processos térmicos e químicos em laboratório, para a geração de adsorvente. A concentração de H2S alimentada foi de 500 ppm na coluna, presente em duas misturas gasosas, uma com N2 e H2S, e outra mistura simulando o biogás contendo CO2, CH4 e H2S. As concentrações de H2S foram monitoradas por meio de um analisador de gás conectado a saída da coluna. Usou-se a técnica de interpretação das curvas de efluência para a determinação da capacidade de adsorção dos adsorventes estudados. Os resultados obtidos nesse trabalho indicaram que o aparato experimental usado não se mostrou viável para a adsorção com adsorvente à base de lodo. No entanto foi possível aumentar sua área superficial por meio dos tratamentos submetidos, passando de 0,005 g/m² na condição de lodo seco, para 86,4 g/m² depois de tratado. O lodo tratado com ácido sulfúrico mostrou maior capacidade de adsorção para a vazão de 4,0 L/min, apresentando remoção média de 0,21 mg H2S/g lodo. O carvão ativado comercial se apresentou propício para a remoção de H2S nas duas correntes gasosas, apresentando uma capacidade de adsorção média de 2,70 mg H2S/g carvão para a mistura gasosa simulando biogás e 1,26 mg H2S/g carvão para a corrente gasosa formado por nitrogênio e sulfeto de hidrogênio. / The objective of this study was to perform dynamic adsorption tests in fixed-bed column without regenerative stage, for this purpose it was used as adsorbents commercial activated carbon and biological sludge-based adsorbent material, for the treatment of hydrogen sulfide in the gas stream and obtaining the adsorption capacities. The sludge was obtained in raw form in treatment effluent plant from slaughterhouse poultry, and treated by thermal and chemical processes in the laboratory, to generate adsorbent. The concentration of H2S fed was 500 ppm in the column, present in two gas mixtures, one with N2 and H2S, and other mixing simulating the biogas containing CO2, CH4 and H2S. The H2S concentration was monitored by a gas analyzer connected to the outlet of the column. It was used breakthrough curves to determine the adsorption capacity of the adsorbents studied. The results of this work indicated that the experimental apparatus used was not suitable for adsorption with sludge-based adsorbent. However it was possible to increase the surface area through of undergoing treatments, from 0.005 g/m² on dry sludge condition to 86.4 g/m² after treated. The treated sludge with sulfuric acid showed a higher adsorption capacity for the flow rate of 4.0 L/min, with an average removal of H2S 0.21 mg/g sludge. The commercial activated carbon proved itself suitable for the removal of H2S in the two gas streams, with an average adsorption capacity of 2.70 mg H2S/g carbon for the gaseous mixture simulating biogas and 1.26 mg/g carbon for the gaseous stream consisting of nitrogen and hydrogen sulfide.

O branqueamento de polpa quimiotermomecânica (CTMP) normalmente é realizado empregando peróxido de hidrogênio (H2O2) em meio alcalino. Esta etapa produz elevados volumes de efluentes, que por necessitarem de tratamento adequado, favorecem o aumento dos gastos no processo industrial. A utilização de dióxido de carbono (CO2) líquido em condições sub/supercríticas pode contribuir para a redução na quantidade de efluentes líquidos, gerados nas etapas de branqueamento, devido à volatilização do dióxido de carbono ao final da reação, minimizando gastos e possíveis impactos ambientais. O presente trabalho foi realizado visando melhorias na etapa de branqueamento de polpa CTMP de Eucalyptus, tendo por objetivo principal o estudo exploratório do comportamento da polpa, ao empregar soluções aquosas de H2O2, na presença de CO2 em estado sub/supercrítico, em pH ácido. Este sistema de reação foi denominado pela sigla P(SC/CO2-ácido). Foram estudados os efeitos das variáveis: pressão, temperatura, tempo de reação, consistência da polpa e porcentagem de H2O2 sobre a eficiência do branqueamento. Os resultados foram comparados com métodos convencionais de branqueamento, realizados em banho termostatizado, em pH alcalino. Verificou-se também o efeito da pressão, substituindo o fluido CO2 por N2 (nitrogênio) a 150 bar em condições sub/supercríticas, utilizando tanto pH alcalino (sistema P(SC/N2-alcalino)) quanto pH ácido (sistema P(SC/N2-ácido)). As condições mais adequadas ao branqueamento P(SC/CO2-ácido) foram: 16% de H2O2, 180 minutos, 20% de consistência, 70°C e 73 bar. Além disso, foi realizado um estudo com modelos de lignina para verificar a ocorrência de reação na presença de H2O2 e CO2 e quais produtos são obtidos nestas condições. O método de branqueamento convencional, desenvolvido em meio alcalino, possibilitou a obtenção de alvuras mais elevadas (80°GE) em relação ao método realizado em condições sub/supercríticas, na presença de CO2 (61°GE). Apesar disso, o branqueamento empregando o sistema P(SC/CO2-ácido) revelou resultados interessantes: possibilitou acréscimo no valor de alvura da polpa, sem causar degradação acentuada das fibras, mesmo em condições de elevadas pressões e concentração de H2O2; e permitiu redução no volume de água consumido, o que levou à produção de menor volume de efluentes líquidos. O método utilizando o sistema P(SC/N2-alcalino) apresentou valores de alvuras (79°GE) comparáveis ao método convencional. Os estudos empregando modelos de lignina apresentaram resultados que fornecem suporte para confirmar a ocorrência de oxidação. / The bleaching of chemithermomechanical pulp (CTMP) is usually performed using hydrogen peroxide (H2O2) in alkaline medium. This stage produces high quantity of effluent to be treated, increasing the costs of the industrial process. The usage of liquid carbon dioxide (CO2) under sub/supercritical conditions can help in reducing the amount of liquid effluents generated in the bleaching stages, due to the carbon dioxide volatilization at the end of the reaction, minimizing costs and possible environmental impacts. This work aimed at improving the bleaching stage of Eucalyptus CTMP, being the main objective the exploratory study of the pulp behavior, by using aqueous solutions of H2O2 in the presence of CO2 under sub/supercritical conditions in acid pH. This reaction system was named as P (SC/CO2-acid) symbol. It was studied the effects of the variables: pressure, temperature, pulp consistency and percentage of H2O2 on the bleaching efficiency. The results were compared with conventional bleaching carried out in polyethylene bags in a heated water bath in alkaline pH. It was also verified the pressure effects by replacing the use of CO2 by N2 at 150 bar in sub/supercritical conditions, in alkaline pH (P(SC/N2-alkaline) system) and acid pH (P(SC/N2-acid) system). The most appropriate P (SC/CO2-acid) bleaching conditions were: 16% H2O2, 180 minutes, 20% pulp consistency, 70°C and 73 bar. Furthermore, a study was conducted with lignin models to verify the occurrence of reaction with H2O2 and CO2, and the products obtained in these conditions. The cellulosic substrate, in general, showed a low deterioration, even considering the conditions of high pressures and peroxide concentrations. The conventional bleaching method, performed in alkaline medium, gave higher brightness (80°GE) than the method carried out under CO2 in sub/supercritical conditions (61°GE). However, the bleaching using the P(SC/CO2-acid) system showed interesting results: increasing of the pulp brightness, without causing severe degradation of the fibers, even in conditions of high pressure and peroxide concentration; and it reduced the volume of water consumed, leading to lower production of liquid effluents. The P(SC/N2-alkaline) method showed brightness values (79°GE) comparables with the conventional method. Studies using lignin models showed results that support the confirmation of occurrence of oxidation reactions.

Foi estudado o efeito do hidrogênio dissolvido intersticialmente em ligas de nióbio-titânio e nióbio-zircônio. Nas ligas de nióbio-titânio, foram efetuadas medidas de decremento logarítmico por intermédio de medidas de atrito interno em um pêndulo de torção oscilando com freqüência em torno de 4.0 Hz, para amostras puras e dopadas com hidrogênio. Os resultados mostraram a interação do hidrogênio com a matriz metálica através do Efeito Gorsky. Nas ligas de nióbio-zircônio, foram efetuadas medidas de atenuação ultra-sônica para freqüências de 10 e 30 MHz, em amostras puras, contendo hidrogênio e contendo oxigênio e hidrogênio. Os resultados mostraram a interação do hidrogênio com a matriz metálica através de um processo de reorientação induzida por tensão de átomos de hidrogênio localizados em sítios intersticiais tetraedrais em torno de átomos de oxigênio congelados em sítios intersticiais octaedrais, próximos de átomos de nióbio da matriz metálica. / We study the effect of hydrogen dissolved interstitially in niobium-titanium and niobium-zirconium alloys. In the niobimn-titanium alloys, the logarithmic decrement was studied by internal friction measurements in a torsion pendulum with frequency about 4.0 Hz, on pure and hydrogen doped samples. Our results showed the interaction of hydrogen with the metallic matrix by the Gorsky effect. In the niobium-zirconium alloys, the ultrasonic attenuation was measured by the echo-pulse method with frequencies of 10 and 30 MHz, for pure, doped with hydrogen and doped with oxygen and hydrogen. The results have shown the interaction of hydrogen with the metallic matrix by a stress induced ordering of hydrogen atoms localized at tetrahedral sites around frozen oxygen atoms localized in the octahedral sites near the niobium atoms in the metallic matrix.

Nas últimas décadas, tem havido um crescente interesse pelo desenvolvimento de novos sistemas propulsivos que permitam conciliar baixo custo, reduzido impacto ambiental, menor tempo de desenvolvimento e maior segurança de operação. Dentro deste contexto, este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um combustível para motor foguete, com baixa toxicidade e elevada densidade de empuxo, à base de etanol e monoetanolamina catalisada com diferentes materiais catalíticos e hipergólico com o peróxido de hidrogênio (H2O2). Primeiramente, foi desenvolvido um sistema para concentração do H2O2. Paralelamente, foram estudados os fatores físicos e químicos que influenciam o tempo de indução do par hipergólico e elaborado um programa experimental para avaliar a velocidade de ignição dos diferentes combustíveis preparados a partir da dissolução de catalisadores em monoetanolamina. Dentre os materiais catalíticos testados o nitrato de cobre foi aquele que apresentou o melhor desempenho. A proporção dos constituintes do combustível, ideal, foi de 61,0% de monoetanolamina e 30,1% de etanol e 8,9% de Cu(NO3)2.3H2O em massa. Finalmente, os resultados analíticos e experimentais geraram informações para a fabricação e testes de um propulsor de 50 N de empuxo teórico, operando com este combustível e com H2O2 90% como oxidante. Este estudo mostrou que a adição de etanol ao sistema reduz, significativamente, o atraso de ignição e aumenta o impulso específico do sistema. O custo destes propelentes é bem inferior àqueles empregados tradicionalmente em propulsão e o desempenho bastante similar, não sendo, entretanto, agressivos ao meio ambiente. / In recent decades, interest in development of new propulsion systems has grown. The new systems reconcile low cost, reduced environmental impact, quick development, and safer operation. The objective of this study was to develop a rocket fuel that was not highly toxic and had high thrust density. The fuel is based on ethanol and monoethanolamine; Di_erent catalysts and hypergolic materials were used with hydrogen peroxide (H2O2). While an H2O2 concentration system system was developed, the physical and chemical factors that inuenced the induction time of hyperbolic pairs were studied and an experimental program was developed that would evaluate the ignition speed of di_erent catalysts that were dissolved in monoethanolamine. Copper nitrate was the best catalyst of those tested. The ideal ratio of fuel components was 61.0% monoethanolamine to 30.1% ethanol to 8.9% Cu(NO3) 2.3H2O by mass. Finally, the experimental and analytical results generated the information needed for manufacture and testing of the thruster. The thruster could theoretically generate 50 N of thrust using the ideal fuel and 90% H2O2 as an oxidant. This study showed that adding ethanol to the system signi_cantly reduced ignition delay and increased the system\'s speci_c thrust. This fuel costs much less that those that are normally used in rockets and the performance if very similar. In addition, it causes less damage to the environment.

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito da adição de alcalinidade, da concentração da glicose e da taxa de carregamento orgânico na produção de hidrogênio e ácidos orgânicos em reator anaeróbio de leito fluidificado (RALF), contendo argila expandida (2,8 - 3,35 mm) como material suporte para adesão microbiana. Foram utilizados oito reatores idênticos, sendo quatro deles operados sem adição de alcalinidade, e com concentração de glicose de 2000, 4000, 10000 e 25000 mg/L, respectivamente. Outros quatro reatores operados com adição de alcalinidade, e com as mesmas concentrações de glicose cada um. Os reatores foram inoculados com lodo anaeróbio pré-tratado termicamente, operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) decrescente de 8 h a 1 h à temperatura controlada de 30°C. Foi constatada produção volumétrica de hidrogênio máxima de 1,58 L/h.L, para o reator operado com 10000 mg/L de glicose com adição de alcalinidade (R10CA) e um rendimento máximo de 2,52 mol \'H IND.2\'/mol glicose, para o reator operado com 4000 mg/L de glicose com adição de alcalinidade (R4CA). O biogás produzido foi composto de \'H IND.2\' e \'CO IND.2\'. Em ambos os reatores, o conteúdo de hidrogênio aumentou com a redução do TDH de 8 h para 1 h, alcançando valor máximo de 77%, para o reator operado com 4000 mg/L sem adição de alcalinidade (R4SA). Os reatores operados com altas concentrações de glicose produção de hidrogênio, o qual predominou o ácido acético e butírico. Neste mesmo reator, o rendimento da produção de hidrogênio foi superior aos outros reatores. As análises de clonagem e sequenciamento do consórcio bacteriano revelaram semelhanças com Clostridium, Klebsiella, Enterobacter e bactérias não cultivadas. / This study evaluated the effect alkalinity addition, glucose concentration and organic loading rate in the hydrogen production and organic acids in an anaerobic fluidized bed reactor (AFBR), containing expanded clay (2.8 - 3,35 mm) as support material for microbial adhesion. We used eight identical reactors, four of them operated without the addition of alkalinity, and concentration of glucose in 2000, 4000, 10000 and 25000 mg/L, respectively. Another four reactors operated with the addition of alkalinity, and with the same concentrations of glucose each. The reactors were operated with hydraulic retention times (HRT) ranging from 8 h at 1 h, and temperature of 30°C. It has been found for hydrogen production rate maximum 1.58 L/h.L for the reactor operated with 10000 mg/L glucose with the addition of alkalinity (R10CA) and a maximum yield of 2.52 mol \'H IND.2\'/mol glucose to the reactor operated with 4000 mg/L glucose with the addition of alkalinity (R4CA). The biogas produced was composed of \'H IND.2\' and \'CO IND.2\'. In both reactors, the hydrogen content increased with the reduction of HRT of 8 h at 1 h, reaching a maximum of 77% for the reactor operated from 4000 mg/L without added alkalinity (R4SA). The reactors operated with high glucose concentrations (10000 mg/L and 25000 mg/L) had higher proportions of solvents such as soluble metabolites. There was a linear correlation between the hydrogen production rate and organic loading rate in all reactors. The yield, the hydrogen production rate and distribution of soluble metabolites in both reactors, were influenced by the glucose concentration. The reactor operated with 4000 mg/L and addition of alkalinity, presented the most favorable distribution of soluble metabolites to hydrogen production, which was predominant acetic and butyric acid. In the same reactor, the hydrogen yield was higher than other reactors. The cloning and sequencing analysis bacterial consortium revealed the presence of Clostridium, Klebsiella, Enterobacter and uncultivated bacteria.

O hidrogênio (H2) produzido a partir de microrganismos fotossintetizantes (microalgas e cianobactérias) é considerado um vetor energético sustentável do ponto de vista ambiental. Quando comparado a outras formas de produção são encontradas limitações técnicas e econômicas principalmente pela geração de pequenos volumes de gás e pela inexistência de um ciclo de vida completo que assegure a produção contínua de H2 por esses organismos. Nesse sentido, o presente projeto teve por propósito avaliar a capacidade de produção de H2, sob condições mixotróficas, em três estirpes de cianobactérias: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (selvagem) e Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutante). O primeiro capítulo tratou da otimização de biomassa da estirpe UTEX 1448, utilizando meio de cultura BG-11 (Rippka, 1979), em condições controladas de pH (10,2), temperatura (32 ºC), radiação (30 &micro;mol.m-2.s-1), com cinco diferentes substratos orgânicos (ácido lático, glicerol, glicose, frutose e sacarose), em três concentrações de carbono (0,20; 0,52 e 0,84 gC.L-1). No segundo capítulo, investigou-se a produção de H2, pelas enzimas hidrogenase bidirecional, de assimilação e nitrogenase, com medições in vivo, a partir do uso do eletrodo de H2 (Hansatech, Ltd) e análises de clorofila a, proteínas (Western Immunoblotting) e géis de poliacrilamida desnaturantes. Os ensaios de H2 foram realizados para as três estirpes, em triplicata, com réplicas biológicas nos dias 0h, 24h, 48h, 72h e 7 dias, após passagem das culturas de condições não fixadoras de nitrogênio para condições fixadoras de H2, considerando a condição otimizada encontrada no Capítulo 1. Utilizou-se BG-11 para aumento da densidade celular em níveis que viabilizassem a realização dos ensaios e BG-110 (sem nitrato) para estímulo à diferenciação celular em heterocistos, estrutura importante por conter a enzima nitrogenase, diretamente relacionada à geração de H2. A fonte de carbono orgânico frutose a 0,84 gC.L-1 foi a condição otimizada encontrada, com produtividade de biomassa de 190 ± 18 mg.L-1.dia-1 (Anova, Tukey, p < 0,05). A estirpe mutante não cresceu nas condições otimizadas do cultivo e consequentemente não foi possível quantificar a geração de H2. Em fase clara, aos 7 dias, a maior produtividade de H2 foi de 0,50 ± 0,38 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1 para a cepa PCC 7120 (selvagem) e na fase escura obteve-se produtividade média de H2 de 0,147 ± 0,00 &micro;molH2.mg clorofila a-1.h-1, ao dia 0 (0h) para a estirpe UTEX 1448. / Hydrogen (H2) produced from photosynthetic microorganisms (microalgae and cyanobacteria) is considered an environmentally sustainable energy vector. When compared to other production ways, some technical and economic limitations are found mainly because of the small amount of gas generated and also due the lack of a complete life cycle that assures the constant generation of hydrogen by these organisms. Regarding to this, the following study intended to evaluate the capacity of hydrogen production under mixotrophic conditions in three cyanobacteria strains: Anabaena sp. UTEX 1448, Anabaena sp. PCC7120 (wild type) and Anabaena sp. PCC 7120 &Delta;hypF (mutant). The first chapter refers to the optimization of the biomass of the UTEX1448 strain, using BG-11 as a mean of culture (Rippka, 1979) under controlled conditions of pH (10,2), radiation (30 &micro;mol.m-2.s-1), temperature (32ºC), with no photoperiod, five different organic substrates (lactic acid, glycerol, glucose, fructose and sucrose) in three different carbon concentrations (0.20, 0.52 and 0.84 gC.L-1). The second chapter investigated the hydrogen production by the bidirectional hydrogenases enzymes, by uptake and nitrogenase, with in vivo measurements using the hydrogen electrode (Hansatech, Ltd), chlorophyll a and proteins analyses (Western Immunoblotting and SDS-Polyacrylamide gels). The H2 assays were performed for the three strains, in triplicate, with biological replicates on days 0h, 24h, 48h, 72h and 7 days, considering the optimized condition found in Chapter 1. BG-11 medium was used to increase cell density at levels that would be viable to perform the tests and BG-110 (without nitrate) to stimulate cell differentiation in heterocysts, an important structure that contains the nitrogenase enzyme, directly related to H2 generation. The source of organic carbon fructose at 0.84 gC.L-1 was the optimized condition found, with biomass productivity of 190 ± 18 mg.L-1.day-1 (ANOVA, Tukey, p < 0.05). The mutant strain did not grow under optimized culture conditions and consequently it was not possible to quantify H2 generation. In the light phase, at 7 days, the highest yield of hydrogen was 0.50 ± 0.38 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1 for the strain PCC 7120 (wild) and in the dark phase yielded average productivity of hydrogen from 0.147 ± 0 &micro;molH2.mg chlorophyll a-1.h-1, at day 0 (0h) for strain UTEX 1448.

A dor e o prurido são sensações sensoriais que auxiliam na defesa do organismo. Apesar das ações anti-nociceptivas do novo gasotransmissor endógeno H2S, nada se sabe sobre seu efeito no prurido. Avaliou-se aqui o efeito de doadores de H2S (Na2S e reagente de Lawesson - LR) no prurido e inflamação induzidos pela injeção i.d. de histamina e composto 48/80 (C48/80) na pele de camundongos. Verificou-se a produção do H2S e a expressão de suas enzimas (CBS e CSE) na pele. A injeção i.d. de histamina ou C48/80 aumentou significativamente a frequência de coceira e induziu extravasamento plasmático e influxo de leucócitos na pele dos animais em relação ao veículo. A co-injeção do Na2S ou LR reduziu (P<0.05) o extravasamento plasmático evocado por ambos agentes, mas somente o prurido induzido por histamina foi inibido. Conclui-se que a suplementação exógena de H2S inibe o extravasamento plasmático induzido por histamina e C48/80, mas somente inibiu o prurido evocado por histamina. As enzimas CSE e CBS estão expressas constitutivamente na pele e sintetizam o H2S local. / Pain and pruritus are sensory sensations that help in defending the organism. Despite the anti-nociceptive actions of the new gasotransmitter H2S, little is known about its effect on pruritus. We evaluated the effect of H2S donors (Na2S and Lawesson\'s reagent - LR) in itching and inflammation induced by i.d. injection of histamine and compound 48/80 (C48/80) in mouse dorsal skin. We also investigated the production of H2S and expression of its enzymes (CBS and CSE) in the mouse skin. The i.d. injection of histamine or C48/80 significantly increased the frequency of itching and induced plasma leakage and leukocyte influx into the skin in relation to vehicle. Co-injection of Na2S or LR decreased (P<0.05) plasma extravasation evoked by both agents, but only the itching induced by histamine was inhibited. In conclusion, the exogenous supplementation of H2S inhibits plasma extravasation induced by histamine and C48/80, but only inhibited histamine-induced pruritus. CSE and CBS are constitutively expressed in the skin and are responsible for local H2S synthesis.

A possibilidade da produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário com a posterior geração de metano a partir do efluente do processo acidogênico foi avaliada em reatores anaeróbios em batelada e contínuos. Nos reatores em batelada com biomassa acidogênica não houve produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário, o que motivou a avaliação de outros substratos. Hidrogênio foi produzido a partir de água residuária de parboilização de arroz (23,9 mL \'H IND.2\'/g DQO) e vinhaça (20,8 mL \'H IND.2\'/g DQO), enquanto nos reatores com biomassa metanogênica, metano foi produzido por esgoto sanitário (46,3 mL \'CH IND.4\'/g DQO), glicerol (180,1 mL \'CH IND.4\'/g DQO), água residuária de parboilização de arroz (115,5 mL \'CH IND.4\'/g DQO) e vinhaça (255,4 mL \'CH IND.4\'/g DQO). Ainda nos reatores em batelada, definiu-se que a diluição de vinhaça no esgoto sanitário mais adequada para a produção de hidrogênio deveria resultar numa mistura com DQO de aproximadamente 4 g/L, sem que o rendimento de \'H IND.2\' decrescesse. A produção de hidrogênio a partir de esgoto sanitário nos reatores contínuos não foi possível sem a adição de fonte de carboidratos. Demonstrou-se que a concentração mínima de carboidratos, em termos de sacarose, seria de 0,9 g/L. Nos reatores de leito estruturado com suporte de cerâmica e fluxo ascendente alimentados com 50% de esgoto e 50% de vinhaça, foram alcançados o maior período de produção de \'H IND.2\' e a maior fração do mesmo no biogás, correspondendo a 56 dias e 7,1%, respectivamente. O reator UASB usando como substrato o efluente de reator acidogênico produziu metano com estabilidade até a COV de 0,91 g DQO/L d, porém se desestabilizou com a COV de 2,94 g DQO/L d. / The possibility of producing hydrogen from sewage with the subsequent generation of methane with the effluent of the acidogenic process was evaluated in batch and continuous anaerobic reactors. In batch reactors, with acidogenic biomass, there was no production of hydrogen from sewage, which led to the evaluation of other substrates. Hydrogen was produced from parboiled rice wastewater (23,9 mL \'H IND.2\'/g COD) and vinasse (20,8 mL \'H IND.2\'/g COD), while in reactors with methanogenic biomass, methane was produced by sewage (46,3 mL \'CH IND.4\'/g COD), glycerol (180,1 mL \'CH IND.4\'/g COD) parboiled rice wastewater (115,5 mL \'CH IND.4\'/g COD) and vinasse (255,4 mL \'CH IND.4\'/g COD). In addition, in batch reactors, it was determined that vinasse dilution in sewage more suitable for hydrogen production should result in a mixture with approximately 4 g COD/L without decrease on hydrogen yield. The hydrogen production from sewage in continuous reactors could not be sustained without the addition of external carbohydrates source. It was demonstrated that the minimum concentration of carbohydrates, in terms of sucrose, would be 0,9 g/L. In the upflow ceramic structured bed reactor fed with 50% sewage and 50% vinasse at the 8h HRT, it was achieved the longest H2 production period and the largest fraction of hydrogen in biogas, which corresponded to 56 days and 7,1% respectively. The UASB reactor using the effluent of the acidogenic reactor as substrate, produced methane with stability at the OLR of 0,91 g COD/L d, but it collapsed with the OLR of 2,94 g COD/L d.

A presença de substâncias húmicas na água de abastecimento tem recebido a atenção de diversos pesquisadores nas últimas décadas, pois pode gerar subprodutos ao ser exposta a agentes oxidantes e desinfetantes. A filtração em múltiplas etapas (FiME) se apresenta como uma alternativa para realizar o tratamento de água de comunidades de pequeno porte, entretanto, a eficiência quanto à remoção de cor verdadeira associada ao carbono orgânico dissolvido ou às substâncias húmicas, tem sido questionada ou relatada como baixa. A filtração lenta com pré-ozonização vem sendo utilizada, pois o ozônio atua nas moléculas da matéria orgânica, aumentando sua biodegradabilidade e seus subprodutos desaparecem logo após a aplicação. A aplicação conjunta do ozônio e peróxido de hidrogênio, tem o objetivo de produzir espécies com radicais livres, de vida curta, que sejam altamente reativos e possam oxidar a maior parte das substâncias presentes na água natural. A presente pesquisa avaliou a remoção de substâncias húmicas na filtração lenta, utilizando para essa avaliação parâmetros indiretos como cor verdadeira, absorvância 254 nm e carbono orgânico dissolvido. Foram realizados cinco ensaios utilizando quatro filtros lentos, sendo dois com camada de carvão ativado granular (CAG), em que foram ensaiadas várias alternativas de pré-oxidação com ozônio e peróxido de hidrogênio. Obteve-se, como principal conclusão, que os filtros lentos com CAG, precedidos de oxidação com ozônio e depois peróxido de hidrogênio, em dosagens adequadas, apresentaram remoção média de cor verdadeira de 64% da cor inicial. Concluiu-se, também, que o peróxido de hidrogênio afeta o desenvolvimento da camada biológica, interferindo no desenvolvimento da perda de carga, na remoção de turbidez e na remoção de substâncias húmicas. / The presence of humic substances in the water of supply has been received attention of several researchers in the last decades, because it can generate by-products when being exposed to oxidants and disinfectant. The multistage filtration (FiME) is an alternative considered to achieve water treatment for small size rural communities, however, the efficiency with relationship to the removal of true color associated to the dissolved organic carbon or to the humic substances, it has been questioned or reported as low. The slow filtration with pre-ozonation is being used, since the ozone acted in the molecules of the organic matter of high molecular weight, increasing its biodegradability and by-products disappear soon after the application. The combined application of the ozone and hydrogen peroxide have the objective of producing species with free radicals, of short-lived, that are highly reagents and can oxidize most of the present substances in the natural water. The present research it evaluated the removal of humic substances in the slow sand filtration, using for that evaluation indirect parameters as true color, absorbance 254 nm and dissolved organic carbon. Five experiments were realized using four slow filters, being two with layer of activated carbon to granulate (CAG), in that several pre-oxidation alternatives were rehearsed with ozone and peróxido of hydrogen. It was obtained, as main conclusion that the slow filters with CAG preceded ofoxidation with ozone and hydrogen peroxide, in appropriate dosagens, presented medium removal of true color of 64% of the initial color. It was also concludes that the hydrogen peroxide interferes the development of the biological layer, interfering in the development of the loss of head, in the turbidity removal and in the removal of humic substances.