Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-11-05Bitstream added on 2014-06-13T19:35:09Z : No. of bitstreams: 1 torres_apc_me_araca.pdf: 261452 bytes, checksum: 991e448a142886f9718c07c6963016f3 (MD5) / Rubrivivax gelatinosus é uma bactéria fototrófica natural de ambientes aquáticos que apresenta a capacidade de crescer em substratos contendo diversos compostos orgânicos. Neste trabalho, a biomassa da bactéria, produzida em águas residuárias provenientes de abate e processamento de pescado, foi caracterizada em relação a cor, composição centesimal, composição microbiológica e conteúdo de pigmentos carotenóides e aminoácidos, visando avaliar seu potencial como ingrediente para ração animal. Os resultados encontrados apontaram valores médios de 57% de proteína bruta, 23% de extrativo não nitrogenado e contaminantes, 11% de extrato etéreo, 5% de umidade e 4% de matéria mineral. Vários aminoácidos considerados essenciais para diversas espécies animais foram detectados no produto, tais como metionina (0,66g/100g), lisina (4,52g/100g), fenilalanina (3,43g/100g) e valina (4,39g/100g). Os resultados das análises microbiológicas indicaram contagens médias de 5,3 x 106 UFC/g para bactérias mesófilas aeróbias e facultativas viáveis, 20,27 NMP/g para coliformes a 35°C, <1,0 NMP/g para coliformes a 45°C e 1,2 x 103 UFC/g para bolores e leveduras. Não foram encontrados Aeromonas spp., Salmonella spp. e estafilococos coagulase positivo. O resultado da análise objetiva da cor da biomassa indicou valores médios de 25,48 para tonalidade, 14,22 para saturação da cor e 22,42 para luminosidade. A concentração média de carotenóides foi de 3,03 mg/g de biomassa. A determinação da composição e das características sensoriais da biomassa de Rubrivivax gelatinosus indicaram baixo nível de contaminação microbiana e alto potencial nutricional e pigmentante, apontando positivamente para sua utilização como ingrediente de rações na criação de animais / Rubrivivax gelatinosus is a photoautotrophic bacterium that inhabits aquatic environment in which it uses different organic substrates for growth. In this work, the biomass of the bacterium, grown in effluent from fish slaughter and processing industry was characterized for color, proximate composition, microbiological composition, carotenoids and amino acids contents, with the aim of evaluating its potential as a feed ingredient. Mean results showed 57% crude protein, 23% non nitrogen extract and contaminants, 11% ether extract, 5% moisture and 4% ashes. Many amino acids considered essential for different animal species were present in the product, like metionine (0.66g/100g), lysine (4.52g/100g), phenylalanine (3.43g/100g) and valine (4.39g/100g). Microbial analysis showed mean counts of 5.3 x 106 UFC/g for mesophilic bacteria, 20.27 NMP/g for coliforms at 35°C, <1.0 NMP/g for coliforms at 45°C and 1.2 x 103 UFC/g for yeasts and moulds. Aeromonas spp., Salmonella spp. and positive coagulase staphylococci were not detected in the product. Results from objective color evaluation showed means at 25.48 for hue, 14.22 for chroma and 22.42 for lightness. Mean carotenoids concentration detected was 3.03 mg/g biomass. The determination of composition and sensorial characteristics of Rubrivivax gelatinosus biomass indicated low contamination level and high nutritional and pigmenting potential, pointing out for a positive use of the product as an ingredient for animal feeds

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2009-07-28Bitstream added on 2014-06-13T20:56:10Z : No. of bitstreams: 1 lima_lkf_me_araca.pdf: 7869910 bytes, checksum: 1268109f084fdebb5dfec8e08bee1ee6 (MD5) / Uma das aplicações da biotecnologia em prol do desenvolvimento sustentado reside na utilização de subprodutos industriais poluentes como substratos para a produção de substâncias de interesse econômico por meio de micro-organismos. Rubrivivax gelatinosus foi cultivada em efluente de indústria de processamento de tilápias com o objetivo de se estudar os parâmetros indicativos de seu crescimento, produção de massa celular e capacidade despoluente e gerar dados para comparar a produtividade alcançada, utilizando-se duas tecnologias de recuperação da biomassa. Inicialmente, o efluente foi submetido à caracterização físico-química e microbiológica, seguido de filtração e tratamento térmico. Cultivos da bactéria realizados no efluente tratado durante 15 dias, sob anaerobiose, 32 ± 2oC e 1.400 ± 200 lux, utilizando-se inóculo em nível de 1% (v/v) e pH ajustado para 7,0, mostraram que a produção de massa celular (0,273 g L-1) e a taxa de crescimento específico (0,188 h-1) foram maiores com 72 e 48 horas de cultivo, respectivamente. Ao final do processo, o pH elevou-se para 8,2 e houve reduções de 28,72%, 38,01% e 42,75% nas concentrações de nitrogênio total e óleos e graxas e na DQO, respectivamente. Posteriormente, o cultivo foi realizado sob anaerobiose, 30 ± 5ºC e 2.000 ± 500 lux, utilizando-se inóculo de 1% (v/v) e pH de 7,0 durante 10 dias, e a recuperação da biomassa foi realizada por meio de centrifugação (processo A) e microfiltração (processo B). A produtividade e a redução da DQO foram, respectivamente, 0,043 g biomassa L-1 dia-1 e 52,51% em A e 0,079 g biomassa L-1 dia-1 e 81,25% em B. O efluente utilizado mostrou-se adequado para o crescimento da bactéria, permitiu a produção de massa celular e reduziu a carga poluente. A microfiltração tangencial foi a melhor metodologia para a obtenção da biomassa e redução da DQO. / One application of biotechnology that contributes to sustainable development is the utilization of industrial byproducts as substrates for the production of substances by microorganism. Phototropic bacteria Rubrivivax gelatinosus was grown in wastewater from tilapia fish slaughter and processing industry for the assessment of growth parameters, cell mass production and organic matter utilization and to provide data for the comparison of productivity rates through the utilization of two different technologies for the biomass recovery. Initially, the effluent was characterized by physical, chemical and microbiological methods and, after that, it was filtered and heat treated in order to support the bacterial growth. Cultivation was carried out under anaerobiosis, 32 ± 2ºC and 1.400 ± 200 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 15 days. The results showed that the highest cell mass production (0.273 g L-1) and the highest specific growth rate (0.188 h-1) were accomplished with 72 and 48 hours, respectively. At the end of the cultivation, pH increased to 8.2, total nitrogen was reduced in 28.72%, oil and grease were reduced in 38.01% and COD decreased 42.75%. Subsequently, the bacterial cultivation was carried out under anaerobiosis, 30 ± 5ºC and 2.000 ± 500 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 10 days and the biomass recuperation was performed by means of centrifugation (process A) and microfiltration (process B). Productivity and COD decrease were 0.043 g biomass L-1 day-1 and 52.51% in process A and 0.079 g biomass L-1 day-1 and 81.25% in process B, respectively. The effluent used in this work was considered to be suitable for the growth of the phototropic bacteria allowing biomass production and pollutant load decrease. The cross-flow microfiltration was the best method for obtaining... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Elisa Helena Giglio Ponsano / Banca: Marcelo Vasconcelos Meireles / Banca: Otto Mack Junqueira / Resumo: Rubrivivax gelatinosus é uma bactéria fototrófica natural de ambientes aquáticos que apresenta a capacidade de crescer em substratos contendo diversos compostos orgânicos. Neste trabalho, a biomassa da bactéria, produzida em águas residuárias provenientes de abate e processamento de pescado, foi caracterizada em relação a cor, composição centesimal, composição microbiológica e conteúdo de pigmentos carotenóides e aminoácidos, visando avaliar seu potencial como ingrediente para ração animal. Os resultados encontrados apontaram valores médios de 57% de proteína bruta, 23% de extrativo não nitrogenado e contaminantes, 11% de extrato etéreo, 5% de umidade e 4% de matéria mineral. Vários aminoácidos considerados essenciais para diversas espécies animais foram detectados no produto, tais como metionina (0,66g/100g), lisina (4,52g/100g), fenilalanina (3,43g/100g) e valina (4,39g/100g). Os resultados das análises microbiológicas indicaram contagens médias de 5,3 x 106 UFC/g para bactérias mesófilas aeróbias e facultativas viáveis, 20,27 NMP/g para coliformes a 35°C, <1,0 NMP/g para coliformes a 45°C e 1,2 x 103 UFC/g para bolores e leveduras. Não foram encontrados Aeromonas spp., Salmonella spp. e estafilococos coagulase positivo. O resultado da análise objetiva da cor da biomassa indicou valores médios de 25,48 para tonalidade, 14,22 para saturação da cor e 22,42 para luminosidade. A concentração média de carotenóides foi de 3,03 mg/g de biomassa. A determinação da composição e das características sensoriais da biomassa de Rubrivivax gelatinosus indicaram baixo nível de contaminação microbiana e alto potencial nutricional e pigmentante, apontando positivamente para sua utilização como ingrediente de rações na criação de animais / Abstract: Rubrivivax gelatinosus is a photoautotrophic bacterium that inhabits aquatic environment in which it uses different organic substrates for growth. In this work, the biomass of the bacterium, grown in effluent from fish slaughter and processing industry was characterized for color, proximate composition, microbiological composition, carotenoids and amino acids contents, with the aim of evaluating its potential as a feed ingredient. Mean results showed 57% crude protein, 23% non nitrogen extract and contaminants, 11% ether extract, 5% moisture and 4% ashes. Many amino acids considered essential for different animal species were present in the product, like metionine (0.66g/100g), lysine (4.52g/100g), phenylalanine (3.43g/100g) and valine (4.39g/100g). Microbial analysis showed mean counts of 5.3 x 106 UFC/g for mesophilic bacteria, 20.27 NMP/g for coliforms at 35°C, <1.0 NMP/g for coliforms at 45°C and 1.2 x 103 UFC/g for yeasts and moulds. Aeromonas spp., Salmonella spp. and positive coagulase staphylococci were not detected in the product. Results from objective color evaluation showed means at 25.48 for hue, 14.22 for chroma and 22.42 for lightness. Mean carotenoids concentration detected was 3.03 mg/g biomass. The determination of composition and sensorial characteristics of Rubrivivax gelatinosus biomass indicated low contamination level and high nutritional and pigmenting potential, pointing out for a positive use of the product as an ingredient for animal feeds / Mestre

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / Aquatic ecosystems are considered receivers of contaminants released into the environment, being susceptible the actions of domestic and industrial effluents which are released directly into this ecosystem. Among the environmental contaminants are heavy metals which are highly resistant to degradation. They can occur in different chemical forms in nature and therefore may increase or reduce its toxic characteristics toward several organisms and their biological characteristics, according to their concentration in the ecosystem. The Maranguapinho river presents environmental problems, such as pollution, deforestation of its margins, among others. The river bed is silted up due to the replacement of riparian vegetation and receives several channels in the region, clandestine pipes of domestic sewages. A two-year study was carried out in three reaches located in this river: RMA-A (high basin), RMA-B (middle basin) and RMA-C (low basin). A total of 93 fishes were collected, distributed in four orders, seven families, nine genera and 11 species. The species richness was highest in RMA-B, with five species. Although above the maximum allowed value, the concentrations of Al, Fe and Mn found in the water were not considered contaminants, indicating that these elements are the result of lithological composition of the region. The geoaccumulation index indicated that all the sediment samples of Maranguapinho are classified into Class 1 due to the small variation in the intensity of pollution, revealing that the elements are natural constituents of the basin. The sample size used was 21 individuals for further toxicological representation of fishes captured. Hypostomus jaguribensis and Loricariichthys nudirostris species showed the highest amounts of the metals studied (Al = 44,34 ppm, Fe = 460,15 ppm and Sr = 1,38 ppm), trending to accumulate high amounts of metals in the body and can be considered good bioindicators. The ANOVA revealed a statistically significant difference between the concentrations of Cd and Zn in the viscera of fish and the maximum values allowed by the law, showing that these elements can cause contamination risks to fish and humans and allowed the distinction of marginal influences between the average of Fe and Mn in the viscera of fish and water stations, being the water the factor of entry of the elements in the animal organism. The Maranguapinho river is a natural environment potentially fragile. Several kinds of anthropogenic interferences, such as discharge of effluents, contributes for the its environmental degradation. / Os ecossistemas aquÃticos sÃo considerados receptores de contaminantes liberados no ambiente, estando susceptÃveis as aÃÃes de efluentes domÃsticos e industriais que sÃo lanÃados sem tratamento diretamente neste ecossistema. Dentre os contaminantes ambientais, encontram-se os metais pesados, que sÃo altamente resistentes a degradaÃÃo. Metais pesados podem ocorrer sob diferentes formas quÃmicas na natureza e conseqÃentemente podem aumentar ou reduzir suas caracterÃsticas tÃxicas para com os diversos organismos e suas caracterÃsticas biolÃgicas, de acordo com suas concentraÃÃes no ecossistema. O rio Maranguapinho apresenta problemas ambientais, a exemplo da poluiÃÃo, desmatamentos de suas margens, dentre outros. O leito do rio encontra-se praticamente todo assoreado em decorrÃncia da substituiÃÃo da mata ciliar e recebe Ãgua de diversos canais da regiÃo, de tubulaÃÃes clandestinas de efluentes domÃsticos. Nesse contexto, um estudo foi realizado nos anos de 2012 e 2013 em trÃs estaÃÃes de amostragem situadas nesse rio: RMA-A, situada no alto curso, RMA-B, situada no mÃdio curso e RMA-C, situada no baixo curso. Foram coletados 93 peixes, distribuÃdos em quatro ordens, sete famÃlias, nove gÃneros e 11 espÃcies. A riqueza de espÃcies foi maior no RMA-B, com cinco espÃcies. As concentraÃÃes de Al, Fe e Mn encontradas na Ãgua, embora acima do valor mÃximo permitido, nÃo foram consideradas contaminantes, indicando que esses elementos sÃo resultantes da composiÃÃo litolÃgica da regiÃo. O Ãndice de geoacumulaÃÃo indicou que todas as amostras de sedimentos do rio Maranguapinho estÃo enquadrados na classe 1 em virtude da pouca variaÃÃo apresentada na intensidade de poluiÃÃo, revelando que os elementos encontrados sÃo constituintes naturais da bacia. O tamanho da amostra utilizada foi de 21 exemplares para uma maior representatividade toxicolÃgica da ictiofauna capturada. As espÃcies detritÃvoras Hypostomus jaguribensis e Loricariichthys nudirostris apresentaram as maiores quantidades dos metais estudados (Al = 44,34 ppm, Fe = 460,15 ppm e Sr = 1,38 ppm), possuindo uma maior tendÃncia a acumular em seu organismo elevadas quantidades de metais e podendo ser considerados bons indicadores da qualidade ambiental. A ANOVA revelou diferenÃa estatisticamente significante entre as concentraÃÃes de Cd e Zn nas vÃsceras dos peixes e os valores mÃximos permitidos na legislaÃÃo, mostrando que esses elementos podem causar sÃrios riscos de contaminaÃÃo aos peixes e humanos e tambÃm permitiu distinguir influÃncias marginais entre as mÃdias de Fe e Mn nas vÃsceras dos peixes e na Ãgua das estaÃÃes, sendo a Ãgua o fator de ingresso dos elementos no organismo animal. A bacia do rio Maranguapinho à um ambiente natural potencialmente frÃgil. Os vÃrios tipos de interferÃncias antropogÃnicas, em especial a descarga de efluentes, contribuÃram de forma marcante para a sua degradaÃÃo ambiental.

A indústria metal-mecânica é responsável pela síntese de um dos efluentes oleosos mais complexos e difíceis de tratamento e reuso. Esses efluentes são constituídos, entre outros poluentes, por fluidos de corte, que servem para refrigerar e lubrificar peças metálicas no sistema de usinagem. Quando esses efluentes são tratados biologicamente é importante que se faça isso com microrganismos autóctones do mesmo, pois o uso desses microrganismos (bioaumentação) tende a ser mais eficaz, uma vez que os mesmos já estão adaptados aos poluentes nele existentes. Com este propósito, o presente trabalho teve como objetivo principal o isolamento e seleção de microrganismos para remediação de um efluente metalmecânico através de tratamentos unitários em bioreator do tipo air-lift e por sistema oxidativo UV/H2O2, além do tratamento integrado com ambos os processos. No tratamento biológico foram utilizados os microrganismos autóctones do efluente estudado, além do uso do fungo Aspergillus niger como microrganismo de referência. A caracterização do efluente bruto mostrou que, em decorrência dos parâmetros determinados como, 1495 mg Pt/L de cor, DQO de 9147 mg/L, 53 mg/L de fenóis-totais, 15666 mg/L de ST, 2,5 mgO2/L de OD, 887 mg/L de O&G e fator de toxicidade crônica de 1667, o mesmo possui um alto potencial poluidor. Foram isolados, da amostra do efluente, seis possíveis tipos de fungos filamentosos. Dentre os quais, Epicoccum nigrum e Cladosporium sp, foram os que se mostraram mais eficazes para a realização do tratamento do efluente em reator do tipo air-lift. No biotratamento em reator airlift o fungo Epicoccum nigrum se mostrou mais eficaz na maioria das reduções dos parâmetros determinados (27% da DQO, 62% de fenóis-totais, 94% do H2O2, 44% da Cond. E e de 43% de O&G), já Cladosporium sp foi mais apto na redução de cor (87%). O tratamento oxidativo com sistema UV/H2O2, obteve reduções mais intensas, do que o tratamento biológico, em relação aos parâmetros de DQO (34%), H2O2 (98%) e no aumento de OD (705%) da amostra do efluente. Entretanto, foi menos eficaz nas reduções de cor (74%), fenóis-totais (24%), ST (15%) e Cond.E (34%) e atingiu um desempenho semelhante, em relação ao tratamento biológico, na redução de O&G (45%). Já o tratamento integrado do efluente por sistema UV/H2O2 seguido de tratamento biológico, propiciou uma intensificação nas reduções de todos os parâmetros avaliados pós-tratamento. Indicando assim que, o tratamento fotoquímico, antecipado ao tratamento biológico, aumentou a biodegradabilidade da amostra do efluente, facilitando desta forma a biorremediação do mesmo em reator air-lift. Entre os três sistemas de tratamento estudados (biológico, UV/H2O2 e UV/H2O2 - biológico), o processo integrado utilizando o sistema fotoquímico UV/H2O2 seguido do tratamento biológico com o fungo E. nigrum foi o mais eficaz para o efluente estudado. / The metalworking industry is responsible for one of the most complex and difficult to reuse and handling, oily effluents synthesis. These effluents are made by cutting fluids which provide refrigeration and purification of metallic pieces in the machining system. When these effluents are biologically treated is important to do this with autochthonous microorganisms, therefore the use of these microorganisms (bioaugmentation) tends to be more efficient because they are already adapted to the existing pollutants. The aim of this work was the isolation and selection of remediation microorganisms of metalworking effluent through unit processes (air-lift bioreactor and UV/H2O2 system) and also through their integration. In the biological treatment were used the autochthonous microorganisms from metalworking effluent beyond the use of Aspergillus niger as reference microorganism. The original effluent characterization presented a great pollutant potential. The value of color of the effluent was 1495 mg Pt/L, COD was 9147 mgO2/L, total phenols was 53 mg/L, total solids (TS) was 15666 mg/L, dissolved oxygen (DO) was 2.5 mgO2/L, oil and grease was 887 mg/L and chronic toxicity factor was 1667. Six possible types of filamentous fungi were isolated from the effluent sample. Among them, Epicoccum nigrum and Cladosporium sp were the most efficient in the air-lift reactor treatment. In the air-lift reactor biotreatment the fungus Epicoccum nigrum was the most efficient in the majority of the parameters reductions (of 27% COD, 62% total phenols, 94% H2O2, 44% electrical conductivity and 43% oil and grease) and Cladosporium sp was more efficient in the color reduction (87%). The oxidative treatment system (UV/H2O2) was more efficient than the biological treatment in the reductions of COD (34%) and H2O2 (98%) and increase of the DO (705%). However was less efficient in the reductions of color (74%), total phenols (24%), TS (15%) and electrical conductivity (34%) and reached a similar performance in the oil and grease reduction (45%). On the other hand, the integrated effluent treatment by UV/H2O2 system followed by biological treatment provided an intensification of reductions in all of the evaluated parameters after treatment. Indicating that the photochemistry treatment anticipated to the biological treatment increased biodegradability of the effluent sample, facilitating bioremediation in reactor air-lift. Among the three treatment systems evaluated (biological, UV/H2O2 and UV/H2O2 - biological), the integrated processes utilizing the photochemistry system UV/H2O2 followed by the biological treatment (E. nigrum) was the most efficient.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Surface Waters are generally used as support for disposal of waste generated by man. The effluents from dairy industries are characterized by high volume presents, but mainly because of its high concentration of organic load. The evolution of agro-industrial systems wastewater treatment offers the application of eficiente technologies of the environmental impact is kept to a maximum. The UASB (upflow anaerobib sludge blanket) reactor is considered one of the most representative anaerobic systems, due to its high biomass concentration and a rich microbial diversity. This study aimed to initiate and control their operation in the anaerobic digestion process to the treat wastewater from a dairy plant evaluating the removal of control parameters (temperature, pH, COD, BOD5, TKN, TS and VST) beside the design parameters (HRT, HLR and VOL). The reactor was operated with the HRT of 0,085 d-1, and VOLs ranging from 12,58 to 29,2 kg.m-3.d-1, which influenced the high HLR value. To start, the inoculum used was from a septic tank. The temperature oscillations due to the presented experimental period. As for the control parameters, the system showed a significant difference in the removal of organic matter. The removal of BOD5 by the system obtained a removal efficiency of 42,7%. For COD, removal was 58,6%. The removal efficiency was related by large sludge production, indicating the time of withdrawal of excess. The concentration of excess sludge was analyzed, which showed significant 17.538 mg.L-1, being the explicit need for disposal of the sludge during operation. / As águas superficiais geralmente são utilizadas como suporte para eliminação de resíduos produzidos pelo homem. Os efluentes das indústrias de laticínios são caracterizados por apresentarem elevados volumes, mas principalmente por sua elevada concentração de carga orgânica. A evolução dos sistemas de tratamento de efluentes agroindustriais disponibiliza a aplicação de tecnologias eficientes para que o impacto ambiental seja reduzido ao máximo. O reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) é considerado um dos mais representativos sistemas anaeróbios, devido a sua alta concentração de biomassa e uma rica diversidade microbiana. Este trabalho objetivou dar início ao processo bem como controlar sua operação no processo de digestão anaeróbia para o tratamento de efluentes de uma usina de laticínios avaliando a remoção dos parâmetros de controle (temperatura, pH, DQO, DBO5, NTK, ST e SVT), além dos parâmetros de projeto (TDH, TCH e COV). O reator foi operado com um TDH de 0,085 d-1, e COV variando de 12, 58 a 29,2 kg.m-3.d-1, os quais influenciaram no alto valor da TCH. Para a partida, o inóculo utilizado foi proveniente de uma fossa séptica. A temperatura apresentou oscilações devido ao tempo experimental. Quanto aos parâmetros de controle, o sistema apresentou diferença significativa na remoção da matéria orgânica. A remoção de DBO5 pelo sistema obteve-se uma eficiência de remoção de 42,7%. Para a DQO, a remoção foi de 58,6%. A eficiência de remoção foi relacionada pela grande produção de lodo, indicando o momento da retirada do excesso. A concentração do excesso de lodo foi analisada, onde apresentou expressivos 17.538 mg.L-1, ficando explícita a necessidade de descarte do lodo durante a sua operação.

As indústrias químicas são consideradas como o segmento industrial que gera os efluentes mais perigosos ao meio ambiente. Em virtude das concentrações expressivas de poluentes, tanto orgânicos quanto inorgânicos, os efluentes dessas indústrias podem interferir na atividade da biomassa de estações de tratamento de efluentes (E.T.E.), diminuindo sua eficiência e gerando efluentes tratados, porém em desacordo com a legislação pertinente. Para prevenir tais efeitos, o recebimento de efluentes industriais em E.T.E.s pode ser precedido por pré-tratamento, dentre os quais, o biológico, otimizado pela adição de microrganismos com capacidade de degradar poluentes. Foram isolados microrganismos com capacidade de degradar os compostos identificados como responsáveis pela toxicidade do efluente final da E.T.E.: benzeno, clorofórmio, 1,2-dicloroetano, pentaclorofenol, tricloroeteno, tolueno e p-xileno. Foram realizados testes de bioaumentação para pré tratar o efluente industrial, que foram avaliados através de ensaios físico-químicos e de toxicidade aguda para Vibrio fischeri e Daphnia similis. Os resultados obtidos demonstraram que o pré tratamento reduziu a toxicidade do efluente final da estação de tratamento. / Chemical industries are considered the industrial sector that generates the most dangerous effluents to the environment. Due to the high pollutant concentration, either organics or inorganics, the chemical industries effluents may interferer in the biomass activity in wastewater treatment plants (WWTP), what may reduce its efficiency and generate treated effluents in disagreement to the concerned law. In order to prevent such effects, the industrial effluents disposal in WWTPs can be preceded by biological pretreatment, which can be optimized by adding microorganisms capable of pollutants degradation. Microorganism strains that are able to degrade the compounds identified as the responsible for toxicity levels in the WWTP final effluent: benzene, chloroform, 1,2-dichloroethane, pentachlorophenol, trichloroethene, tolune and p-xylene were isolated. Bioaugmentation tests aiming the chemical effluent pretreatment were performed and they were evaluated through physical-chemical analysis and acute toxicity tests for Vibrio fischeri and Daphnia similis. The results showed that the industrial effluent pretreatment reduced the toxicity levels in the WWTP final effluent.

Orientador: Elisa Helena Giglio Ponsano / Banca: Maria Josefa Santos Yabe / Banca: Eleonora Cano Carmona / Resumo: Uma das aplicações da biotecnologia em prol do desenvolvimento sustentado reside na utilização de subprodutos industriais poluentes como substratos para a produção de substâncias de interesse econômico por meio de micro-organismos. Rubrivivax gelatinosus foi cultivada em efluente de indústria de processamento de tilápias com o objetivo de se estudar os parâmetros indicativos de seu crescimento, produção de massa celular e capacidade despoluente e gerar dados para comparar a produtividade alcançada, utilizando-se duas tecnologias de recuperação da biomassa. Inicialmente, o efluente foi submetido à caracterização físico-química e microbiológica, seguido de filtração e tratamento térmico. Cultivos da bactéria realizados no efluente tratado durante 15 dias, sob anaerobiose, 32 ± 2oC e 1.400 ± 200 lux, utilizando-se inóculo em nível de 1% (v/v) e pH ajustado para 7,0, mostraram que a produção de massa celular (0,273 g L-1) e a taxa de crescimento específico (0,188 h-1) foram maiores com 72 e 48 horas de cultivo, respectivamente. Ao final do processo, o pH elevou-se para 8,2 e houve reduções de 28,72%, 38,01% e 42,75% nas concentrações de nitrogênio total e óleos e graxas e na DQO, respectivamente. Posteriormente, o cultivo foi realizado sob anaerobiose, 30 ± 5ºC e 2.000 ± 500 lux, utilizando-se inóculo de 1% (v/v) e pH de 7,0 durante 10 dias, e a recuperação da biomassa foi realizada por meio de centrifugação (processo A) e microfiltração (processo B). A produtividade e a redução da DQO foram, respectivamente, 0,043 g biomassa L-1 dia-1 e 52,51% em A e 0,079 g biomassa L-1 dia-1 e 81,25% em B. O efluente utilizado mostrou-se adequado para o crescimento da bactéria, permitiu a produção de massa celular e reduziu a carga poluente. A microfiltração tangencial foi a melhor metodologia para a obtenção da biomassa e redução da DQO. / Abstract: One application of biotechnology that contributes to sustainable development is the utilization of industrial byproducts as substrates for the production of substances by microorganism. Phototropic bacteria Rubrivivax gelatinosus was grown in wastewater from tilapia fish slaughter and processing industry for the assessment of growth parameters, cell mass production and organic matter utilization and to provide data for the comparison of productivity rates through the utilization of two different technologies for the biomass recovery. Initially, the effluent was characterized by physical, chemical and microbiological methods and, after that, it was filtered and heat treated in order to support the bacterial growth. Cultivation was carried out under anaerobiosis, 32 ± 2ºC and 1.400 ± 200 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 15 days. The results showed that the highest cell mass production (0.273 g L-1) and the highest specific growth rate (0.188 h-1) were accomplished with 72 and 48 hours, respectively. At the end of the cultivation, pH increased to 8.2, total nitrogen was reduced in 28.72%, oil and grease were reduced in 38.01% and COD decreased 42.75%. Subsequently, the bacterial cultivation was carried out under anaerobiosis, 30 ± 5ºC and 2.000 ± 500 lux with an inoculum level at 1% and pH adjustment to 7.0 during 10 days and the biomass recuperation was performed by means of centrifugation (process A) and microfiltration (process B). Productivity and COD decrease were 0.043 g biomass L-1 day-1 and 52.51% in process A and 0.079 g biomass L-1 day-1 and 81.25% in process B, respectively. The effluent used in this work was considered to be suitable for the growth of the phototropic bacteria allowing biomass production and pollutant load decrease. The cross-flow microfiltration was the best method for obtaining... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Foi projetado e construído um reator eletroquímico de bancada com a finalidade de simular a purificação de efluente industrial contendo íon metálico. As condições levadas em conta no projeto e nos testes de avaliação do reator eram baseadas em dados operacionais reais da indústria. Assim, tratou-se soluções contendo 15.900 ppm de Cu2+ (0,25 M), uma concentração típica de efluentes de cobre, procurando-se chegar o mais perto possível do valor permitido pela CETESB, ou seja 1 ppm (15,7 &#181;M). Foram empregados como eletrodos quatro placas de grafite comercial de 600 X 150 X 10 mm, uma bomba centrífuga de vazão igual a 0,3 L.s-1 para circulação do eletrólito, e fontes de corrente com saída de 0 a 20 A totais. Como foi constatado que os grafites encontráveis no mercado nacional apresentam comportamento bem diverso, realizou-se um estudo do desempenho de materiais de procedência diferentes, em escala de laboratório. Os eletrodos de grafite foram dispostos, guardando entre si um espaçamento de 5 mm, sobre placas de vidro, ligados, eletricamente, no sistema bipolar. Todas as paredes do reator foram feitas de vidro para que se pudesse observar o seu interior durante e após a operação. De cada vez foram tratados 10 litros de solução contendo o íon metálico, e acidulado na base de 10% em H2S04 (v/v), sendo que o eletrólito era reciclado na célula durante um tempo da ordem de 20 horas. Numa comparação das concentrações calculadas, para diversos tempos, e os dados experimentais reais revela certa discrepância. Tal discrepância parece aceitável nesse tipo de operação. Assim, as concentrações de cobre observadas são, quase sempre, superiores às calculadas. Entretanto, os dois valores convergem à medida que decorre o tempo de eletrólise. Por exemplo, após 15 horas de eletrólise, com uma corrente de operação igual a 20 A, deveria reduzir a concentração de 15.900 ppm para 7,2 ppm, quando o valor observado experimentalmente foi de 9 ppm. Obteve-se, assim, uma conversão de 99%, que como revelaram os estudos, parece ser o valor máximo atingível com o reator construido. Embora essa conversão seja considerada excelente, não parece viável atingir os valores da CETESB apenas numa única operação de eletrólise, e no futuro operações complementares deverão ser procuradas. O cobre recuperado apresenta um custo alto comparativamente com o preço de mercado, permanecendo, como principal vantagem do processo, o benefício ecológico. / An electrochemical reactor, with the aim of recovering metallic ions from waste water, was designed, built and evaluated in laboratory scale. The working conditions concerning to the ion concentrations were based in real operational data. Thus, solutions containing 15,900 ppm Cu2+ ions (0.25 M) were electrolysed with the purpose of obtain a final concentration as near as possible to the limiting value which is allowed by CETESB (Companhia de Tecnologia de Saneamento Ambiental), i.e., 1 ppm (15.7 &#181;M). Four commercial graphite plates (600 X 150 X 10 mm), of different origins,were employed as electrodes. A centrifugal pump with capacity equal to 0.3 L.s-1 was used to circulate the electrolyte through the reactor. The electric current was supplied by sources with a maximum output of 20 A. The performance of the different graphite, which are available at the Brazilian market was studied further by means of potentiodynamic experiments, using electrodes with areas of few square millimeters. The reactor was built with glass to make possible visual observations of the inside. Two adjacent electrodes were separated by 5 mm. At each experiment 10 liters of solution containing the metallic ion and 10% H2S04 (v/v) were electrolysed for about 20 hours. The calculated values and the experimental ones, for different electrolysis times, show some deviation. This deviation, however, seems to be reasonable in that kind of experiments. Calculated and experimental values converge to the same limit with time. For example, after 15 hours electrolysis with an operating current of 20 A, the initial concentration, 15,900 ppm, is reduced to 9 ppm, when the calculated value is 7,2 ppm. Thus, a 99% conversion is attained. This is apparently, the limiting value which is attainable with the reactor. Although, this conversion value may be considered very good, it does not seems possible to obtain the limiting value, imposed by CETESS, with a one-step electrochemical operation. The cost of the recovered copper is high compared with the market price. Therefore, the main benefice of process is the ecological one.

Os recursos hídricos representam para a sociedade e o meio ambiente um papel de suma importância. Em termos de sociedade relacionamos os múltiplos usos que se fazem destes, sem esquecer que o principal uso é para o consumo e abastecimento das necessidades primárias. Já em termos de meio ambiente sabemos que são os pilares para o suporte e desenvolvimento da biodiversidade e produção de biomassa na terra. A destinação dos resíduos industriais é uma preocupação na atualidade, e mesmo das indústrias sendo obrigadas a tratar seus resíduos antes de despejá-los nos corpos hídricos, não o estão executando com eficiência. Uma das razões que levam a esta situação é a falta de conhecimento dos efeitos que seus resíduos podem ocasionar, deixando-os em um segundo plano, e o orçamento elevado que se requer para investir em uma estação de tratamento de efluentes, considerando não somente a construção, mas também a demanda que exige a sua manutenção. Cada vez mais a integração dos métodos geoestatísticos, Sensoriamento Remoto e SIG, está sendo utilizado para estudos de contaminação ambiental. Suas vantagens e grande variedade de ferramentas permitem um primeiro acesso qualificado a todas essas questões e informações que são onerosas e às vezes desconhecidas. Indo ao encontro da busca de soluções para esta problemática e, através da técnica de análise de componentes principais, se estabeleceu uma ferramenta adequada para diagnóstico da distribuição espacial de concentração de potencial poluidor dos efluentes industriais, tendo como área de estudo a bacia hidrográfica Taquari-Antas. Um total de 393 indústrias foram classificadas em 24 setores. O potencial poluidor de Metais da água (MA), Tóxicos da água (TA), Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e Sólidos em Suspensão Totais (SST) para o meio aquático foi estimado através da metodologia The Industrial Pollution Projection System (IPPS). Foram gerados valores para as concentrações dos poluentes para cada mês do ano, utilizando uma série histórica de 26 anos das vazões na bacia. Os padrões temporais para as concentrações mensais foram verificados por meio de testes estatísticos dos modelos ANOVA e testes TukeyHSD, para cada tipo de poluente. A principal tendência temporal encontrada para os quatro tipos de poluentes são a transição do outono para o inverno, onde há uma grande queda dos valores de concentração devido ao aumento da vazão dos rios (época de cheia). Da primavera para o outono os valores vão crescendo novamente até se tornarem os maiores. Na sequência foram gerados mapas de contorno para o potencial poluidor estimado e concentrações mensais além de mapas de classificação das áreas da bacia segundo a legislação do CONAMA. / The water resources represent an important roll for society and the environment. In terms of society we relate the multiple uses that are made of them, without forgetting that their main use is for consumption and supply of primary needs. On the environmental side we know that they are the pillar for the support and development of biodiversity and production of biomass on earth. The destination of the industrial residues are a concern today, despite the industries being obliged to treat their waste before disposing them into any body of water, it’s not being done efficiently. Some of the reasons that lead to this situation are the lack of knowledge of the effects that may result from their residues, pushing them aside. Another reason is the elevated budget required to invest in an industrial wastewater treatment station (ETI), considering not only construction but also the demand that requires its maintenance. Increasingly, the integration of geostatistic methods, Remote Sensing and GIS are being used for environmental contamination studies. Its advantages and wide variety of tools allow an initial quality access to all these matters and information that are costly and sometimes unknown. Seeking solutions of this issue and, through the principal component analysis technique, it has established a suitable tool for the diagnosis of spatial concentration distribution of industrial effluents emissions, having as the subject of study the Taquari-Antas watershed. A total of 393 industries were classified into 24 sectors. Water metals pollution potential (MA), Water Toxics (TA), Biochemical Oxygen Demand (BOD) and Total Suspended Solids (TSS) to water were estimated by The Industrial Pollution Projection System (IPPS) methodology. Values were generated for concentrations of pollutants for each month of the year, using a historical series of 26 years of stream flow in the watershed. The temporal patterns for monthly concentrations were verified by means of statistical tests of ANOVA models and TukeyHSD tests for each type of pollutant. The main temporal trends found for the four types of pollutants are the autumn transition to winter, where there is a decrease of concentration values due to increased river flows (flood season). From spring to autumn the values will grow again till becoming the highest. Following the temporal trends were generated contour maps for estimated pollution potential and monthly concentrations as well as areas of classification maps of the watershed according to CONAMA legislation.