Orientador: Asit Choudhuri / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Geociencias / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:18:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_PauloValladares_M.pdf: 6331406 bytes, checksum: 8647e43e78eae8163f31a5fc7bba4641 (MD5) Previous issue date: 1990 / Resumo: Este estudo coloca os principais conceitos da química aquática do mercúrio e caracteriza a contaminação antropogênica deste metal. proveniente do processo de beneficiamento das minerações de ouro primário em garimpos na região de Pilar de Goiás e Guarinos (GO). De forma complementar. são analisados os metais pesados de origem litogênica (Cd, Zn. Cu. As, Pb,) que são liberados para o sistema h1drico após o processo de extração e beneficiamento. Procurou-se verificar a influência de todos os metais analisados em áreas onde não havia a ocupação humana, para o estabelecimento de background. Neste contexto são abordadas as alterações ambientais e as interações possíveis dos metais analisados no meio físico e a toxicidade. O mercúrio foi analisado em duas campanhas de amostragem de sedimento de corrente e água em drenagens e córregos locais, procurando quantificar e compreender o seu comportamento. Os demais metais foram analisados somente na primeira campanha. O mercúrio deposita-se nos sedimentos em pontos específicos em torno de 100 mts a partir do ponto de colocação do rejeito na drenagem. O nível de mercúrio dissolvido nas águas independe do conteúdo de mercúrio nos sedimentos e está na faixa de 1,85 a 4,45 ng/ml. Foram detectados altos valores principalmente de As nos sedimentos. De acordo com as considerações teóricas desenvolvidas sobre a geoquímica dos elementos analisados, o principal e iminente problema, ainda que não analisados, é a liberação do vapor de mercúrio durante o processo de queima de pasta, tanto em seu componente ocupacional como ambiental. Potencialmente, os metais pesados imobilizados nos sedimentos de fundo dos rios constituem um perigo a qualidade da água e a vida aquática, podendo ser liberado como resultado de mudanças físico-químicos / Abstract: The main concepts of mercury water chemistry and the environmental contamination by this metal as a by product of mining of primary gold at "Pilar de Goiás" and "Guarinos" regions, state of Goias. Brazil, are here discussed. The heavy metals of lithogenie origin (Cd, Zn, Cu, As, Pb) liberated into the water by the extraction and processing of gold are also deal t with here. The influence of these metals and their toxicities with respect to background areas free from human contamination have a1so been verified. The mercury contents both in sediment samp1es and in water from streams and from the general drainage system were quantitatively analyzed in samples collected on two field trips. The other metals were analyzed only in samples collected during the first trip. Mercury was found in sediments up to a distance of around 100 m from the point that the contaminated waste was introduced into the drainage basin. The content of mercury dissolved in the water ( 1,85 to 4,45 ng/ml) is independent of its concentration in the sediments. High concentrations of As, were noted in the sediments. The heavy metals in the river sediments are potentially dangerous both to water quality and to water life when eventually liberated through physical-chemical and environmental changes. According to theoretical considerations drawn from the geochemistry of the analyzed elements the main occupational and environmental problem (not studied here) is the liberation mercury vapors during the burning of the Hg-Au pasta / Mestrado / Administração e Politica de Recursos Minerais / Mestre em Geociências

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-09-27T21:19:03Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Fábio Astrogildo dos Santos.pdf: 1235082 bytes, checksum: e1815e7bc9a7d27c3cdd2cfd05640233 (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-11-20T18:42:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Fábio Astrogildo dos Santos.pdf: 1235082 bytes, checksum: e1815e7bc9a7d27c3cdd2cfd05640233 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-20T18:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Fábio Astrogildo dos Santos.pdf: 1235082 bytes, checksum: e1815e7bc9a7d27c3cdd2cfd05640233 (MD5) Previous issue date: 2017-07-27 / Geopolímeros são polímeros inorgânicos formados a partir da reação exotérmica entre um precursor aluminossilicato reativo e uma solução ativadora, promovendo a dissolução dos aluminossilicatos e formação de oligômeros Si-O-Al. A relação SIO₂/AI₂O₃ influencia o arranjo tridimensional do material e suas propriedades. Uma das características do material é a capacidade de retenção de contaminantes metálicos, que podem ficar retidos por combinação química, ligação eletrostática e encapsulamento físico. Em 2014, cerca de 4,5% do lixo eletrônico global gerado foi devido à presença do cobre e cobalto presentes nas placas de circuito, cabeamento e baterias de lítio. Os processos de destinação desses resíduos tem elevado custo e consumo energético. Este trabalho avaliou os efeitos das relações molares SiO2/Al2O3 na produção dos geopolímeros à base de metacaulim para imobilização de cobre ou cobalto. Foram preparados geopolímeros de referência (sem cobre ou cobalto), e geopolímeros com 0,1% em massa de cobre ou cobalto nas razões molares SiO2/Al2O3= 3,0, 3,25 e 4,0. Foram verificados o tempo de pega, resistênciaà compressão, e testes de lixiviação. Observou-se um aumento no tempo de pega dos geopolímeros com o aumento da relação molar SIO₂/AI₂O₃. As resistências mecânicas dos geopolímeros de referência aos 28 dias variaram de 3 a 8 MPa com o aumento da relação molar SIO₂/AI₂O₃. Os geopolímeros com cobalto alcançaram até 9 MPa de resistência à compressão, e os geopolímeros com o cobre até 12 MPa. Geopolímeros com razão molar SiO2/Al2O3= 4,0 tiveram capacidade de retenção de 99% para o cobre e 88% para o cobalto. / Geopolymers are inorganic polymers formed from the exothermic reaction between a reactive aluminosilicate precursor and an activator solution, promoting the dissolution of aluminosilicates and formation of Si-O-Al oligomers. The SIO₂/AI₂O₃ ratio influences the three-dimensional arrangement of the material and its properties. One of the characteristics of the material is the retention capacity of metallic contaminants, which can be retained by chemical combination, electrostatic bonding and physical encapsulation. In 2014, about 4.5% of the global electronic waste generated was due to the presence of copper and cobalt present in circuit boards, cabling and lithium batteries. The processes of destination of this waste have high cost and energy consumption. This work evaluated the effects of SIO₂/AI₂O₃ molar ratios on the production of metakaolin - based geopolymers for the immobilization of copper or cobalt. Reference geopolymers (without copper or cobalt), and geopolymers with 0.1% by mass of copper or cobalt were prepared in the molar ratios SIO₂/AI₂O₃ = 3.0, 3.5 and 4.0. Setting time, compressive strength, and leaching tests were verified. An increase in the setting time of the geopolymers was observed with increasing molar ratio SIO₂/AI₂O₃. The mechanical strengths of the reference geopolymers at 28 days ranged from 3 to 8 MPa with increasing SIO2/Al2O3 molar ratio. Geopolymers with cobalt reached up to 9 MPa of compressive strength, and geopolymers with copper up to 12 MPa. Geopolymers with molar ratio SIO₂/AI₂O₃ =4.0 had 99% retention capacity for copper and 88% for cobalt.

Este estudo objetivou comprovar a influência da agricultura na presença de metais pesados (Cádmio, Cobre, Chumbo, Manganês, Mercúrio, Níquel e Zinco) nas águas do rio Pardo, constatada pela CETESB, no período compreendido entre 1978 a 1997, na região de Ribeirão Preto, cujo desenvolvimento econômico é decorrente da agricultura e de indústrias de açúcar e álcool. O trecho do rio estudado, além da presença de esgoto sanitário sem tratamento, não apresenta fontes geradoras de metais pesados, próprias de regiões altamente industrializadas ou mesmo de áreas de extração de minerais metálicos. Verificou-se que as concentrações destes metais crescem com o aumento da vazão do rio, indicando a influência da carga difusa. Buscou-se determinar a origem dessa carga, avaliando esses metais, com exceção do mercúrio em amostras de solo agricultado, em resíduos orgânicos das usinas de açúcar e álcool aplicados no solo e em sedimentos. Os resultados mostraram que essas áreas agrícolas apresentam concentrações de metais maiores que aquelas naturalmente existentes no solo estudado, certamente pelo uso de insumos agrícolas. Nos resíduos industriais destacaram-se o Cobre e o Chumbo, cuja origem deve ser investigada. Os sedimentos também revelaram concentrações consideráveis de metais, cuja biodisponibilidade deve ser avaliada. Conclui-se ser a atividade agrícola uma das origens da presença dos metais estudados nas águas do rio Pardo. Contudo, é necessário realizar uma avaliação dos fertilizantes, corretivos do solo, biossólidos industriais e defensivos agrícolas comumente utilizados na área e dos vegetais produzidos, considerando que a acidez do solo local favorece à absorção de metais pelos vegetais cultivados. / The objective of the study was to establish the relationship between agricultural activities and the presence of some heavy metals (cadmium, copper, lead, manganese, mercury, nickel and zinc) in Pardo river, using data frorn CETESB river samplings during the period 1978 to 1997. The samples were taken from the region of Ribeirão Preto country, from state of São Paulo. The development and economical activities are based on agriculture and sugarcane and alcohol industries. Domestic wastes with no treatment are discharged into the river, but this can not be considered as a significant source of heavy metals, normally occurring in the industrialized or mining areas. It was verified that the concentrations of these metals increased with the stream flow increase, indicating the influence of spread charge. It was tried to determine the origin of this charge, evaluating these metals, except mercury, in agricultural soil samples, in organic residues from sugar and alcohol industries applied to the soils and in sediments. The results showed that the agricultural areas presented metals concentrations greater than the naturally existent in the studied soil, certainly by the agricultural amendments. In the industrial residues stood out cooper and lead, which origin must be investigated. The sediments also presented considerable concentrations of metals, which bioavailability must be estimated. It was concluded that the agricultural activity is one of the origins of the studied metals presence in the Pardo river. Althought, it is necessary to evaluate the fertilizers, soil amendments, industrial biosolids and agricultural pesticides commonly used in the area and the vegetables produced, considering that the acidity of the local soil collaborates to metals uptake by the vegetables.

DOMINGUEZ, Danielle Xanchão. Avaliação dos riscos ambientais associados à utilização agrícola de lodo de esgoto como condicionador e fertilizante de solo, 2014. Tese (Doutorado) Programa de Pós-Graduação em Ciência Ambiental (PROCAM), Universidade de São Paulo, São Paulo, 2014. 116 f. Esta tese tem como objetivo avaliar os riscos ambientais envolvidos nos processos de utilização agrícola de lodos de esgoto, como condicionador e fertilizante de solo, ao longo de cinco anos. O presente estudo está inserido em uma pesquisa mais ampla e conduzida desde 1998, a qual, por sua vez, constitui parte de um projeto interdisciplinar de longo prazo e que reúne diversas instituições de pesquisa. A utilização de lodo de esgoto na agricultura, quando realizada dentro de critérios seguros, agrega baixo custo e impacto ambiental positivo. Ao promover o retorno dos nutrientes ao solo, tal prática se configura como uma alternativa adequada para sua disposição final. O trabalho baseia- se na análise do efeito da aplicação de lodo de esgoto na acumulação de metais pesados e na disponibilização de nutrientes em um solo classificado como Latossolo. Foram analisados os parâmetros pH, capacidade de troca catiônica (CTC), carbono orgânico e os teores dos macronutrientes: Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Enxofre (S). Os metais considerados micronutrientes para as plantas: Cobre (Cu), Ferro (Fe), Manganês (Mn), Zinco (Zn) e Níquel (Ni) e os metais pesados: Cádmio (Cd), Cromo (Cr) e Chumbo (Pb) foram analisados por dois métodos de extração simples (Mehlich 1 e DTPA) e também pelo método da extração sequencial. Verificou-se que o uso de lodo de esgoto influenciou as propriedades do solo, que tiveram significativas mudanças em quase todos os parâmetros analisados. O estudo aponta, entre outras conclusões, que o uso de lodo é importante para o aumento do teor de fósforo (P) em solos tropicais. Observou-se também que o conteúdo de metais pesados foi maior nas parcelas fertilizadas com lodo de esgoto proveniente da ETE de Barueri (esgoto domestico e industrial) em relação às áreas tratadas com esgoto oriundo da ETE de Franca (esgoto predominantemente doméstico). Observou-se também que as parcelas que receberam aplicações de lodo superiores à estabelecida pela legislação apresentaram alterações significativas na concentração de enxofre, nitrogênio, fósforo, micronutrientes e metais pesados, aumentando os riscos ambientais associados a tal prática. Tal conjunto de resultados ratifica a hipótese de que o uso do lodo de esgoto como fertilizante e condicionador de solo, pode ser uma prática adequada e segura. Entretanto, tal procedimento vem exigir não apenas o atendimento aos requisitos legais, sobretudo a taxa de aplicação máxima de lodo de esgoto permitida, como também o monitoramento frequentemente a fim de evitar impactos negativos. / The purpose of this research was to identify and assess the risks related to the use of sewage sludge on agricultural land, analyzing the accumulation of heavy metals and the availability of nutrients in a soil classified as Oxisol. The parameters pH, CEC (cation exchange capacity), organic carbon and the levels of macronutrients N (nitrogen), P (phosphorus) and S (Sulfur) were analyzed. Single and sequential extraction procedures were applied to measure the metals considered micronutrients to plants - Cu (Copper), Fe (iron), Mn (Manganese), Zn (zinc), and Ni (nickel) - and the heavy metals: Cd (Cadmium), Cr (chromium) and Pb (Lead ). The results obtained confirm the hypothesis that the use of sewage sludge can be adequate and safe. However, for large-scale adoption of this procedure, it is recommended not only require compliance to legal requirements, specially the maximum amount of sewage sludge application permitted, as well as frequent monitoring are recommended in order to avoid potential negative impacts.

Este trabalho objetivou estudar a síntese de zeólita NaA sob condições hidrotérmicas e aplicála na adsorção de metais pesados. Para a síntese de zeólita NaA, caulim do município de Ipixuna, Pará, foi calcinado a 700 °C por 3 horas para obtenção de metacaulim e usado como fonte de sílica e alumina. Para efeito de comparação, cloreto de alumínio e metassilicato de sódio também foram utilizados na síntese de zeólitas como precursores de Si e Al. A influência da alcalinidade na síntese dos produtos zeolíticos foi avaliada utilizando-se diferentes concentrações de NaOH. Todas as sínteses foram realizadas a 110 °C em autoclaves. Visando à compreensão da influência do tempo na quantidade e tipo de fase formada, foram realizadas sínteses com diferentes tempos de cristalização. Os produtos de reação foram caracterizados por difração de raios X, espectroscopia na região do infravermelho, análise termogravimétrica, análise térmica diferencial, microscopia eletrônica de varredura e adsorção de nitrogênio para cálculo de área específica pelo método BET. A amostra que apresentou maior proporção de zeólita NaA foi utilizada como adsorvente em soluções de Cu2+, Ni2+ e Cd2+ com concentrações iniciais de 25 a 400 mg/L. A concentração de equilíbrio desses metais, após remoção pela zeólita NaA, foi determinada por espectrofotometria de absorção atômica. Os resultados mostraram que o aumento da alcalinidade e do tempo de cristalização favoreceu a obtenção de sodalita, uma fase zeolítica concorrente à Zeólita A, nos produtos de síntese. A zeólita NaA provou ser um excelente adsorvente para remoção dos metais analisados, apresentando uma capacidade de adsorção máxima de aproximadamente 79, 65 e 32 mg/g para Cd2+, Cu2+ e Ni2+, respectivamente. O modelo de isoterma de adsorção que melhor descreveu a remoção de metais pela zeólita NaA foi o de Langmuir. / The aim of this work was to study the synthesis of zeolite NaA under hydrothermal conditions and use it as adsorbent of heavy metals. To synthesize zeolite NaA, kaolin from the city of Ipixuna, Pará, was calcined at 700 °C for 3 hours and used as source of silica and alumina. For comparison purposes, aluminum chloride and sodium metasilicate were also used in the synthesis of zeolites as precursors of Si and Al. The influence of alkalinity on the synthesis of the zeolitic products was evaluated using different NaOH concentrations. All the syntheses were performed at 110 °C by autoclaving. To understand the influence of time on the type and relative amount of the obtained phases, syntheses with different crystallization times were carried out. The reaction products were characterized by means of X-ray diffraction, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis, thermal differential analysis, scanning electron microscopy and nitrogen adsorption for calculating surface area by the BET method. One of the samples, which exhibited the highest content of zeolite NaA, was used as adsorbent of Cu2+, Ni2+ and Cd2+ solutions with initial concentrations ranging from 25 to 400 mg/L. The equilibrium concentration of these heavy metals, after removal by zeolite NaA, was determined by atomic absorption spectrophotometry. The results showed that increasing alkalinity of the reaction medium led to the formation of sodalite, a concurrent zeolitic phase, in the products. Zeolite NaA turned out to be an excellent adsorbent for removing heavy metals, with an adsorption capacity of 79, 65 and 32 mg/g for Cu2+, Cd2+ and Ni2+, respectively. The Langmuir isotherm model was the most appropriate to describe the removal of metals by zeolite A.

Orientador: Edivaldo Domingues Velini / Banca: Dagoberto Martins / Banca: Robinson Antonio Pitelli / Resumo: O objetivo deste trabalho foi avaliar a composição química, bromatológica e a decomposição de Egeria densa, E. najas e Ceratophyllum demersum, três espécies de plantas aquáticas imersas provenientes do reservatório de Jupiá da Usina Hidrelétrica Souza Dias, para determinar a melhor estratégia para descarte e/ou aproveitamento da biomassa coletada em operações mecânicas de controle. O estudo foi realizado em duas épocas do ano, verão e inverno. Amostras de plantas foram coletadas em nove pontos do trecho Tietê do reservatório, envolvendo quatro lagoas marginais e o leito do rio em questão. Estas foram desidratadas, pesadas para determinação de matéria seca, moídas e encaminhadas aos respectivos laboratórios para análise. Os maiores teores de água encontrado nas plantas foi para a espécie C. demersum, a qual obteve também a menor relação C/N, em comparação às demais espécies estudadas. Para as três espécies, a maior concentração dos elementos analisados, foi encontrada durante o período de verão, apresentando decréscimo nas concentrações no inverno. As espécies amostradas apresentam boa opção para uso em dietas animal, porém deve-se levar em conta o alto teor de água, necessitando prévia secagem para que possa ser inserida na dieta alimentar de animais. Referente ao descarte da biomassa em solo, ficou claro a necessidade de se efetuar tal procedimento em época seca do ano, haja visto a grande dificuldade de secagem e incorporação do material em solo úmido...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The purpose of this work was to evaluate the chemical and bromatological compositions and the decomposition of Egeria densa, Egeria najas and Ceratophyllum demersum residues, three submerged aquatic plants, importants in Jupia reservoir. These data will be useful to determine a better strategy for discharge and/or utilization the plant biomass harvested by the mechanical control. The study was carried out in two seasons, summer and winter. Plants samples were collected in nine points in the Tiete river, including four marginal lakes and in the river body. Samples were dried, weighted, grounded and sent to laboratories for chemical analysis. Higher water level in plants were observed in the C. demersum species, in which were observed the smaller C/N relationship too, in comparison in the other species studied. For the three species, higher concentration of elements analyzed, was observed during the summer, decreasing in the winter. The species are good option to use in animal feeding, even it should be considered the high level of water, requiring a drying before to be inserted in feeding of animals. Considering to the discharge of the plant biomass in the soil, it was clear that need to make such procedure in dry season of the year, have seen that the great difficult in evaporate and incorporation of material in humid soil. However, the probable discard it should happen in the areas with irrigation systems, facilitating the degradation process of the incorporated material in the wet soil. / Mestre

[pt] Neste trabalho foi avaliado o potencial do microorganismo R. opacus como biossorvente para a remoção de Pb(II), Cr (III) e Cu(II) de soluções aquosas pelo processo de biossorção/bioflotação, através de ensaios experimentais em batelada. Os parâmetros operacionais investigados na etapa de biossorção foram: o pH da solução, a concentração de biomassa, o tempo de contato e a concentração inicial do metal. Na separação da biomassa carregada mediante a bioflotação por ar disperso se avaliou o tempo de flotação, e as características da espuma. As características da superfície do micro-organismo e os possíveis mecanismos de interação envolvidos na sorção dos metais tóxicos por R. opacus, foram avaliadas com base em medições de potencial zeta, análise por espectrometria no infravermelho e análise de micrografias obtidas no microscópio eletrônico de varredura (MEV). O valor inicial do pH da solução afetou a sorção dos metais, os valores de pH adequados na etapa de sorção e na flotação foram de 5,0 para o Pb(II) e pH igual a 6,0 para o Cr(III) e Cu(II). Os ensaios da cinética de biossorção mostraram que o processo é rápido e em 60 minutos de contato entre a biomassa e a solução de metal foi atingida a máxima captação das espécies metálicas em estudo. Os dados correspondentes à capacidade de captação do R. opacus em função da concentração dos íons metálicos foram bem ajustados ao modelo da isoterma de Langmuir para as três espécies em estudo, onde as capacidades máximas de captação obtidas foram: 94,3; 72,9 e 32,2 mg.g-1 para Pb(II), Cr(III) e Cu(II), respectivamente. A cinética da sorção para o Pb(II), Cr(III) e Cu(II) foram modeladas usando a equação de pseudo segunda ordem. A ordem de afinidade do R. opacus obtida em sistemas individuais foi estabelecida como: Pb(II) >Cr(III)>Cu(II). Essa diferença na afinidade do R. opacus pode ser atribuída às propriedades físico-químicas destes metais, dentre elas peso atômico, raio iônico e eletronegatividade. A capacidade de captação dos íons Pb (II) pela biomassa foi reduzida pela presença de outras espécies metálicas no sistema, apresentando o Cr(III) maior afinidade pelos sítios da biomassa do que os outros íons. Na bioflotação, verificou-se que o micro-organismo apresenta resultados muito promissores como coletor e espumante, obtendo-se percentagens de remoção de Pb(II), Cr(III) e Cu(II) de 94%, 54% e 43% , respectivamente, partindo de uma concentração de 20 mg.l-1. Os resultados apresentados mostram que R. opacus apresenta características adequadas no que tange a biossorção e bioflotação para a remoção de metais pesados. / [en] This work evaluated the potential of the Rhodococcus opacus strain as a biosorbent for the removal of Pb(II), Cr(III) and Cu(II) from aqueous solutions by Biosorption/bioflotation process, through experimental batch tests. The operational parameters investigated in the biosorption´s stage were: pH of the solution, biomass concentration, contact time and initial metal concentration. In the separation of the loaded biomass by bioflotation process for dispersed air were evaluated the flotation time and the foam characteristics. The characteristics of the microorganism surface and the involved interaction mechanisms in the heavy metals sorption by R. opacus, were evaluated based in the potential zeta measurements, infrared spectroscopy and electron microscopy scanning analysis. The solution initial pH value affected metals sorption, the adjusted pH values in the sorption and the flotation stage were 5.0 for the Pb(II) and pH value of 6.0 for the Cr(III) and Cu(II). The experiments of biosorption kinetics showed that the process is relatively fast and in sixty minutes of contact between the biomass and the metal solution were reached the maximum metal uptake capacities. The data pertaining to the uptake capacity of the R. opacus in function of the metal ion concentration fitted to the Langmuir isotherm model for the tree species in study, where the maximum uptake capacities obtained were: 94.3; 72.9 and 32.2 mg.g-1 for Pb (II), Cr(III) and Cu(II), respectively. The kinetics of sorption of Pb(II), Cr(III) and Cu(II) were modeled using a pseudo second order rate equation. The affinity order of R. opacus for the three metals under study has been established as: Pb(II)>Cr(III)>Cu(II). The selectivity of the biomass for the Pb(II) over the other two metals was well exhibited by the results obtained in the biosorption and bioflotation. This difference in the affinity of the R. opacus can be attributed to the physiochemical properties of these metals, amongst them atomic weight, ionic radio and electronegativity. The uptake capacity of ions Pb(II) for the biomass was reduced by the presence of other metallic species in the system, and the results showed that the Cr(III) has greater affinity for the biomass than the others ions. In the bioflotation, it was found that the microorganism presents excellent characteristics as collector and foaming agent, reaching 94%, 54% and 43% removal of lead, chromium and copper, respectively, to 20 mg.l-1 of concentration. The results of this study showed that R. opacus has important features for the heavy metal removal; moreover, the results also showed that R. opacus is especially effective biosorbent for the removal of Pb(II).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-04-23Bitstream added on 2014-06-13T20:35:42Z : No. of bitstreams: 1 silva_lj_me_sjrp.pdf: 1135399 bytes, checksum: 5c78b7f4373a9244db399ef5e02efdad (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Os polímeros microbianos extracelulares (exo-biopolímeros) são moléculas que apresentam um grande potencial de aplicação nas indústrias de alimentos, farmacêuticas, petrolíferas, de cosméticos, têxteis, de papéis, tintas, produtos agrícolas entre outras. Como biorremediadores, podem ser utilizados na remoção de metais pesados em ambientes aquáticos poluídos, atuando como agentes de biossorção por meio da acumulação de nutrientes a partir do meio ambiente. O objetivo do trabalho foi a produção de exobiopolímeros a partir de três Ascomicetos endofíticos (Colletotrichum sp., Guignardia sp. e Phomopsis sp.). Foi selecionado o fungo que apresentou a maior produção desse material biológico. Tanto esse exo-biopolímero quanto a biomassa foram avaliados quanto aos seus potenciais de biossorção dos íons metálicos chumbo (Pb+2) e cádmio (Cd+2). Para a obtenção do meio de cultivo utilizado para a produção de exo-biopolímeros, foram testados o meio mínimo de sais de Vogel modificado com diferentes fontes de nitrogênio definidas e glicose como única fonte de carbono. Em seguida, foi realizado um planejamento fatorial 3(3-0) com 27 experimentos em duplicata, onde as variáveis independentes foram o tempo, temperatura de cultivo e a concentração inicial de glicose. O fungo Colletotrichum sp. apresentou a maior produção de exo-biopolímero (5,71 gL-1) utilizando a uréia como fonte de nitrogênio, em cultivo a 28 ºC, 150 rpm e glicose 6 % (p/v) em 192 horas de cultivo. A execução do planejamento fatorial demonstrou que a produção de biomassa seca foi favorecida por faixas de temperatura e concentração inicial de glicose entre 24 e 32 ºC e 35 e 75 gL-1, respectivamente. A produção de exo-biopolímero foi favorecida por faixas de temperatura e concentração... / The microbial extracellular polymer (exo-biopolymers) are molecules that have a great potential for application in the industries of food, pharmaceutical, oil, cosmetics, textiles, paper, paints, agricultural products and others. As bioremediation, can be used in the removal of heavy metals in polluted aquatic environments, acting as agents of bioremediation through the accumulation of nutrients from the environment. Objective of this study was to produce exo-biopolymer from three endophytic Ascomycota (Colletotrichum sp., Guignardia sp. and Phomopsis sp.). Then, was selected the fungus that showed the highest production of exobiopolymer. Both the exo-biopolymer and biomass were assessed for their potential of biosorption of metallic ions lead (Pb+2) and cadmium (Cd+2). To obtain the culture medium used for the production of exo-biopolymers, was tested a minimal medium salts of Vogel modified with different nitrogen sources and glucose defined as the only carbon source. Next, was performed a factorial design 3(3-0) with 27 experiments in duplicate, where the independent variables were the time and temperature of cultivation and the initial concentration of glucose. Colletotrichum sp. had the highest production of exo-biopolymer (5.71 gL-1) using urea as the nitrogen source in cultivation at 28 ºC, 150 rpm, and glucose 6% (w/v) in 192 hours of culture. The implementation of the factorial design showed that the dry biomass production was enhanced by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 32 ºC and 35 and 75 gL-1, respectively. The production of exobiopolymer was favored by a range of temperatures and initial concentration of glucose between 24 and 36 ºC and 35 and 70 gL-1, respectively. In the experiment, the fungus Colletotrichum sp. produced 6.11 gL-1 of... (Complete abstract click electronic access below)

A busca por medidas sustentáveis para melhorar e suprir a demanda por alimentos que o crescimento populacional exige, aliado a escassez de terras produtivas, além do acúmulo excessivo de metais no ambiente devido a atividades como mineração e aplicação de fertilizantes no solo, foram as duas problemáticas que motivaram o presente estudo. O uso de fungos promotores do crescimento vegetal: Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum e Trichoderma asperella, pode tanto vir a influenciar o aumento da produtividade como potencializar a fitorremediação de metais pesados no solo. Esses fatos são explicados pela capacidade do consórcio fúngico de sintetizar e induzir as plantas a produzir fitohormônios direcionados para o melhor desenvolvimento das raízes do hospedeiro. O maior desenvolvimento de raízes pode estimular a fitoextração de metais do solo e conferir tolerância das plantas à contaminação. Na intenção de avaliar a influência dos fungos no desenvolvimento das plantas, foram realizados tratamentos das sementes de soja e milho e aplicação na parte aérea da cultura da cana-de-açúcar. Já para analisar a influência desses organismos no processo de fitorremediação de Cu, Zn e Mn em colunas de solos cultivados com Jacaranda mimosifolia D. Don, os fungos foram inoculados no solo e na parte aérea das plantas. Todos os tratamentos tiveram 6 repetições e suas médias foram submetidas à análise de variância e teste de média ao nível de 5% de probabilidade. O consórcio fúngico condicionou o crescimento de raízes de soja e milho, aumentou a colonização micorrízica arbuscular em soja e cana-de-açúcar. No jacarandá, os fungos melhoraram o desenvolvimento de raízes e parte aérea, maior acúmulo de Mn e Zn na planta, melhor translocação de Mn e Zn das raízes para a parte aérea, além de diminuir o estresse fisiológico. Além disso, a aplicação conjunta de fungos e biochar nas mudas proporciona proteção à sua atividade fotossintética e reduz o risco ambiental de contaminação por metais por diminuir o total de Cu, Mn e Zn lixiviado. O biochar foi adquirido por meio da pirólise lenta do resíduo do beneficiamento da madeira de eucalipto e aplicado superficialmente no solo. Com isso, esse estudo mostrou que os fungos utilizados apresentam potencial para colaborar com o aumento da produtividade de culturas comerciais e colaborar com a melhoria na remediação de solos contaminados com íons metálicos. / The search for sustainable measures to improve and meet the demand for food that population growth requires, combined with the scarcity of productive land, in addition to the excessive accumulation of metals in the environment due to activities such as mining and application of soil fertilizers, were the two problems that motivated the present study. The use of fungi plant growth promoters: Beauveria bassiana, Metarhizium anisopliae, Pochonia chlamydosporia, Purpureocillium lilacinum and Trichoderma asperella can both influence on increasing productivity as the phytoremediation of heavy metals in the soil. These facts are explained by the capacity of the fungal Consortium to synthesize and induce plants to produce phytohormone targeted for the better development of the roots of the host. The further development of roots can stimulate phytoextraction of metals from the soil and give plants tolerance to contamination. In order to evaluate the influence of fungi on the development of plants, were done seed treatments of soybeans and corn and application in aerial part of the culture of sugar cane. To analyze the influence of these organisms in the process of phytoremediation of Cu, Zn and Mn in soil columns cultivated with Jacaranda mimosifolia D. Don, fungi were inoculated in soil and aerial part of plants. All treatments had 6 reptitions and their averages were subjected to analysis of variance and average test at 5% probability. The fungal consortium has conditioned the growth of roots of soybeans and corn, mycorrhizal colonization increased in soybeans and sugar cane. In jacarandá, fungi have improved the development of roots and shoots, greater accumulation of Mn and Zn in plant, best of Mn and Zn translocation from roots to shoots, in addition to decrease physiological stress. In addition, the joint application of fungus and biochar in seedlings provides protection to photosynthetic activity and reduces the risk of environmental contamination by metals by decreasing the amount of Cu, Mn and Zn leached. The biochar was acquired through the slow pyrolysis of the eucalyptus wood processing residue and applied superficially to the soil. With that, this study showed that fungi used present potential to contribute to the increased productivity of commercial crops and contribute to the improvement in the remediation of soils contaminated with metal ions. / Dissertação (Mestrado)

This thesis presents a more in-depth understanding of global root responses of contrasting tomato genotypes to cadmium-induced stress. Tomato genotypes growing in media containing 35 μM CdCl2 over seven days showed metal accumulation in roots and shoots of both genotypes, but with increased Cd allocation over time mainly in roots. PR (tolerant) accumulated lower levels of Cd in the shoots, exhibiting higher growth rate and higher levels of MDA in roots compared to CR (sensitive). Therefore, the PR genotype appears to have a more efficient mechanism to cope with Cd-induced stress. Enzymatic analysis revealed that the presence of Cd altered GSH content in roots of both genotypes, whilst increased the activities of APX, GR and GST, which in turn, together may be the main players against oxidative stress in the tolerant genotype. Following the characterization of tomato roots systems against Cd challenge the second chapter brings the root morphology parameters analysis. Cd exposure decreased the root length, the surface area and the volume in both genotypes, being more severe in the CR genotype. Tomato roots exposed to Cd showed NUE for many macro and micronutrients in the CR genotype lower than verified for the PR. These findings reinforce the explanation that the tolerant phenotype observed in PR plants could be related to a better nutrient management and minor damages in root morphology under Cd stress. Finally, the last chapter brings a large scale quantitative proteomic approach employed to determine alterations in the protein profile of tomato roots exposed to Cd. Tomato genotypes were grown in hydroponics and exposed to Cd over four days. The spectral counting revealed a total of 380 differentially accumulated proteins (DAP), which 62 were shared between both genotypes and showed similar alterations after metal exposure. In general, CR genotype presented higher number of DAP compared to PR. DAP showed alterations in diverse pathways, including proteins involved in cell wall, stress response, and redox activities. The results obtained in this study contributed to increase the understanding of Cd-tolerance in tomato plants. / Esta tese apresenta um aprofundamento do conhecimento global sobre as respostas radiculares de genótipos contrastantes de tomateiro ao estresse induzido por cádmio (Cd). Os genótipos cultivados em hidroponia em meio contendo 35 μM de CdCl2 durante sete dias exibiram acúmulo de metal tanto em raízes como em parte aérea em ambos genótipos, mas com um aumento da alocação de Cd principalmente nas raízes. PR (tolerante) acumulou menores níveis de Cd na parte aérea, exibindo maiores taxas de crescimento e acúmulo maior de MDA comparado ao CR (sensível). No entanto, o genótipo PR parece ter um sistema mais eficiente para lidar com o estresse induzido pelo Cd. Os ensaios enzimáticos revelaram que a presença de Cd alterou o conteúdo de GSH nas raízes de ambos os genótipos, com aumentos nas atividades de APX, GR e GST, que em conjunto podem ser os principais elementos responsivos na defesa contra o estresse oxidativo no genótipo tolerante. Seguindo a caracterização dos sistemas radiculares dos genótipos de tomateiro, o segundo capítulo contém as análises morfológicas. A exposição ao Cd provocou decréscimos nos parâmetros avaliados como comprimento radicular, área superficial e volume, sendo mais severos no genótipo CR. As raízes de tomate expostas ao Cd mostraram alterações na eficiência do uso de nutrientes para vários macro e micronutrientes, sendo menor no CR em comparação com PR. Esses resultados reforçam a explicação de que o fenótipo tolerante observado no genótipo PR pode estar relacionado a um melhor gerenciamento nutricional aliado aos menores danos na morfologia da raiz sob estresse. Finalmente o último capítulo contém dados de proteômica quantitativa, uma abordagem que foi empregada para determinar as alterações provocadas pelo Cd no perfil proteico das raízes de tomateiro. As plantas cresceram em hidroponia e foram expostas ao metal por quatro dias. A contagem espectral revelou um total de 380 proteinas diferencialmente acumuladas (DAP), das quais 62 foram compartilhadas entre os genótipos e apresentaram alterações similares após exposição ao metal. Em geral, CR apresentou maior número de DAP comparado ao PR. DAP foram alteradas em diversas vias, incluindo proteínas envolvidas em parede celular, resposta a estresse e atividades redox. Os resultados obtidos neste estudo contribuíram para aumentar o entendimento da tolerância ao Cd em tomateiro.