Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-12T17:54:13Z No. of bitstreams: 2 Tese_Xiomara_Diaz.pdf: 4829218 bytes, checksum: e9272dff340648ab907df2e854fb3cea (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-12T17:54:13Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Tese_Xiomara_Diaz.pdf: 4829218 bytes, checksum: e9272dff340648ab907df2e854fb3cea (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2012 / O objetivo do presente estudo foi avaliar o impacto do gás natural na comunidade do zooplâncton marinho, como consequência de uma liberação acidental (blowout) desse poluente em ecossistemas costeiros. A hipótese a ser testada postula que o gás natural causa um efeito tóxico na comunidade planctônica marinha, refletida na alteração dos atributos ecológicos do zooplâncton marinho costeiro (mudanças na biomassa, densidade, riqueza, diversidade e equitabilidade), e no efeito agudo (alta taxa de mortalidade; diminuição na produção de ovos e sucesso de eclosão) nas populações de copépodos planctônicos marinhos. Para testar a hipótese o projeto se dividiu em três etapas. A primeira consistiu em determinar as variações na estrutura das comunidades de zooplâncton marinho de uma região costeira do nordeste brasileiro (Suape) durante experimentos em campo de blowouts subsuperficiais de gás natural. Como resultado foi observado uma tendência de aumento de densidade durante a injeção de gás natural em náuplios de Copepoda e Chaetognatha em todas as campanhas e a presença de organismos bentônicos na coluna de água como resposta ao efeito físico da ascensão das bolhas de gás, denominado efeito de fonte. Estas duas respostas podem ser utilizadas como indicadores ecológicos de plumas gás em áreas de exploração. O efeito de fonte acumulou e deslocou organismos causando mudanças temporárias na estrutura zooplanctônica. O efeito do gás natural sobre a comunidade de zooplâncton em campo foi mascarado pelas variáveis ambientais e o curto tempo de exposição ao gás. A segunda etapa avaliou durante experimentos realizados no laboratório, a sobrevivência e reprodução (porcentagem de sobrevivência, produção de ovos e taxa de eclosão de náuplios) de copépodos planctônicos representativos da região tropical do Atlântico ocidental para serem usados como potenciais organismos-teste para ensaios ecotoxicológicos. As espécies Acartia lilljeborgii Giesbrecht, 1889 e Temora turbinata (Dana, 1849) foram estudadas definindo A. lilljeborgii como a melhor opção para a cultura em laboratório, devido ao seu potencial reprodutivo (maior fecundidade) e sua ampla distribuição e densidades elevadas nas águas estuarinas do nordeste do Brasil. A terceira etapa permitiu o desenvolvimento de uma metodologia utilizando a Cromatografia Gasosa para medição de gás metano (principal componente do gás natural) dissolvido na água do mar e sua aplicação em ensaios ecotoxicológicos para determinar o efeito nas populações de Acartia lilljeborgii. Este trabalho conseguiu tanto desenvolver e aplicar uma metodologia com uma estrutura experimental de laboratório simples, quanto obter resultados ecotoxicológicos em curto prazo que podem ser utilizados para avaliar o impacto ecológico do aumento da concentração do gás metano na água do mar. Esta metodologia pode ser aplicada com gás natural em estudos futuros buscando avaliar o impacto que vazamentos acidentais no mar podem causar sobre a fauna e flora marinha e dessa forma estabelecer o risco real deste poluente. Embora este trabalho tenha mostrado que efeitos ecológicos e ecotoxicológicos de poluentes gasosos nos ecossistemas marinhos podem ser avaliados, o trabalho com gases e sua interação com o ambiente é de grande complexidade e precisa de mais investimento e continuidade para obter resultados definitivos.

Made available in DSpace on 2014-06-12T15:51:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo5730_1.pdf: 3538315 bytes, checksum: 46fed7163ef22bb65241ae2095c91e39 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Recentemente uma nova classe de materiais nano- e meso-porosos foi desenvolvida baseada em redes metal-orgânicas (MOFs), que, por manterem sua porosidade e estrutura cristalina, tem provocado mudanças significativas no campo de armazenamento e separação de gáses, catálise e química em espaços confinados. O desenvolvimento de novos materiais é indispensável para eliminar alguns problemas no armazenamento de gás natural, tais como alta pressão (acima de 182 atm), o que acarreta altos custos e risco. A adsorção e dessorção do gás natural em materiais porosos sólidos podem resolver esse problema. Devido à grande área superficial, porosidade e versatilidade (facilidade para realizar modificações nos espaçadores orgânicos), MOFs e suas classes isoreticulares (IRMOFs) são materiais de grande potencial para fins de armazenamento de gás. De fato, IRMOFs têm a mesma estrutura reticular, mas podem ter uma grande variedade de grupos funcionais, podendo então ser utilizadas do desenvolvimento racional de materiais sorventes para aplicações específicas. As IRMOFs possuem a unidade de construção OZn4(OOC)6 em cada vértice do cubo, que são conectados por espaçadores orgânicos dicarboxilatos. Realizamos simulações computacionais de Monte Carlo Grã-Canônico (GCMC) para obter as isotermas de adsorção absolutas do metano para diversas IRMOFs. As estruturas das IRMOFs foram obtidas com o método quântico semi-empírico AM1 e foram mantidas rígidas durante as simulações GCMC, sendo as moléculas de metano modeladas como esferas rígidas e interagindo entre si e com a IRMOF por um potencial de Lennard-Jones. Os parâmetros deste potencial de interação intermolecular foram obtidos do campo de força universal (UFF) e condições periódicas foram empregadas. Uma nova metodologia foi proposta para determinar a quantidade adsorvida de excesso e efetiva, e assim viabilizar a comparação com os resultados experimentais. Elas consistem em simulações das isotermas de adsorção do gás hélio e do metano sem interações com a IRMOF nas mesmas condições termodinâmicas. Dentre as quinze IRMOFs estudadas, a que teve maior quantidade adsorvida de metano, 240 cm3(CNTP)/cm3, foi a IRMOF-993-4S que consiste de um anel antraceno modificado com átomos de enxofre. As metodologias para determinar as quantidades adsorvidas de excesso e efetiva são simples, sistemáticas e propensas a cancelamento de erros. Entretanto, requerem o dobro de simulações, mas dada a rapidez das simulações esta não é uma limitação muito severa e as metodologias parecem ser adequadas para fornecer, pelo menos, tendências semiquantitativas e servir como ferramenta para a seleção rápida de potenciais adsorventes de gases

Submitted by Isaac Francisco de Souza Dias (isaac.souzadias@ufpe.br) on 2016-05-02T17:28:10Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Versao para DVD_TESE__Mir_Versao_Final_07_12_15COM ATA DE APROV E NUMERO 43.pdf: 4356958 bytes, checksum: 57ec567a413d7b794e8084f53100306c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T17:28:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Versao para DVD_TESE__Mir_Versao_Final_07_12_15COM ATA DE APROV E NUMERO 43.pdf: 4356958 bytes, checksum: 57ec567a413d7b794e8084f53100306c (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / FACEPE / A produção de farinha gera como efluente a manipueira, com elevada concentração de matéria orgânica e nutrientes, aspectos que lhe conferem potencial de aproveitamento seja como fonte de bioenergia ou fertilizante. Porém, antes de seu reúso, necessita de manejos como a análise de composição e tratamento, pois tais características também lhe conferem elevado potencial poluidor. A caracterização da manipueira e estudos de biodegradabilidade anaeróbia, sobretudo com diferentes inóculos ainda são escassos. Assim como pesquisas do seu tratamento em reatores anaeróbios de manta de lodo (UASB). Objetivou-se nesta pesquisa caracterizar físico-quimicamente manipueiras de farinheiras, avaliar sua biodegradabilidade com diferentes inóculos, e trata-la em reatores UASB. Foram amostradas e georreferenciadas 26 casas de farinha em Pernambuco, Bahia e Piauí, sendo todas as manipueiras caracterizadas analiticamente. Empregou-se a Análise de Componentes Principais (ACP) para investigar qual ou quais variáveis melhor representam a caracterização da manipueira. Foi realizada a biodegradabilidade anaeróbia com lodo anaeróbio, rúmen caprino e rúmen bovino em três concentrações cada (2, 3 e 4 g SSV L-1) e teste de atividade metanogênica específica (AME). Na terceira fase foi avaliada a partida e operação de três reatores UASB, a 32 °C e ajuste de pH da manipueira. Oito condições operacionais foram avaliadas, com tempos de detenção hidráulica (TDH) 8 e 12 horas, e cargas orgânicas volumétricas (COV) de 10,7 g DQO L-1 d-1, 12,0 g DQO L-1 d-1 e 15,5 g DQO L-1 d-1. Os tratamentos foram avaliados por meio da remoção de demanda química de oxigênio (DQO), produção de metano e análise da morfologia da biomassa através de microscopia eletrônica de varredura (MEV). A caracterização da manipueira evidenciou a variabilidade das variáveis físico-químicas, sendo a demanda bioquímica de oxigênio e fósforo as mais relevantes entre as estudadas. A biodegradabilidade anaeróbia removeu 90% da DQO da manipueira com rúmen bovino (2 g L-1) e 89% com lodo (4 g L-1). Os tratamentos com lodo (3 e 4 g L-1) e rúmen bovino (3 g L-1), apresentaram taxas de produção de metano de 0,23, 0,24 e 0,27 L CH4 g-1 DQOremovida, respectivamente. A AME do lodo anaeróbio foi de 0,210 g DQO CH4 g-1SSV d-1 e de 0,315 g DQO CH4 g-1SSVd-1 para o rúmen bovino. O sistema UASB que apresentou os melhores desempenhos foi com TDH de 8 horas e COV 12 g DQO L-1 d-1, com remoções de 71% de DQO, 87% de glicose e 92% cianeto, e taxa de produção de metano de 0,260 L CH4 g DQOremovida. Na diversidade microbiana dos reatores em todas as condições, predominaram bacilos longos e curtos, morfologias similares às arqueias pertencentes à classe das Methanobacterias. Assim, o rúmen bovino apresentou-se como um inóculo alternativo adequado ao tratamento anaeróbio da manipueira e esta, mesmo com característica de rápida acidificação, pode ser estabilizada em sistema UASB com potencial para produção de biogás e perspectiva de uso em escala real. / The flour production generates effluent known as manipueira, with high concentration of organic matter and nutrients, all of which provide reuse potential to it as a source of bioenergy or fertilizer. But before its reuse requires managements such as composition analysis and treatment, as these features also give it pollution potential. The characterization of cassava and anaerobic biodegradability studies, especially with different inocullum are still scarce. As well as research on treatment of upflow anaerobic sludge blanket (UASB), due to its characteristic of rapid acidification. Therefore, this study aimed to characterize chemically-physical manipueiras of flour manufacture houses, evaluating their biodegradability with different inoculum, and treats it in UASB reactors. They were sampled and georeferenced 26 flour manufacture houses in Pernambuco, Bahia and Piaui. It used the Principal Component Analysis (PCA) to investigate how or what variables best represent the characterization of cassava. Anaerobic biodegradability in anaerobic sludge was performed cattle rumen and goat ruminal each in three concentrations (2, 3, and 4 g VSS L-1) and specific methanogenic activity test (SMA). In the third stage was evaluated starting and operation of three UASB, at 32 °C and pH adjustment of cassava. Eight operating conditions were evaluated, with hydraulic retention time (HRT) 8h e 12h, and volumetric organic loads (VOC) of 10.7 g COD L-1 d-1, 12.0 g COD L-1 d-1 and 15.5 g COD L-1 d-1. The treatments were evaluated by removal of chemical oxygen demand (COD), methane production and analysis of the morphology of biomass through scanning electron microscopy (SEM). The characterization of manipueira showed the variability of physical and chemical variables, biochemical oxygen demand and match the most relevant among those studied. The anaerobic biodegradability removed 90% of the COD of cassava with bovine rumen (2 g L-1) and 89% sludge (4 g L-1), with no statistical difference. The sludge treatments (3 and 4 g L-1) and cattle rumen (3 g L-1) showed methane production rates of 0.23, 0.24 and 0.27 g L-1 CODremoved CH4, respectively. The anaerobic sludge AME (0.210 g COD CH4 g-1SSVd-1) and bovine rumen (0.315 g COD CH4 g-1SSVd-1) were statistically distinct from each other. The UASB system with HRT of 8 hours and VOC of 12 g COD L-1 d-1, removals showed 71% COD, 87% of glucose and 92% cyanide, and methane production rates of 0.260 L CH4 g-1 CODremoved. The microbial diversity of the reactors, prevailed long and short bacilli, morphologies similar to archaea belonging to the class of Methanobacterias. Thus, the cattle rumen presented itself as an alternative inoculum suitable for anaerobic treatment of manipueira and this even with characteristic rapid acidification, can be stabilized in UASB system with potential for biogas production and full-scale use of perspective.

Submitted by Pedro Barros (pedro.silvabarros@ufpe.br) on 2018-07-30T20:36:34Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gisely Alves da Silva.pdf: 3118104 bytes, checksum: b8b09bb1290864270963257aeb021cea (MD5) / Approved for entry into archive by Alice Araujo (alice.caraujo@ufpe.br) on 2018-07-31T21:47:28Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gisely Alves da Silva.pdf: 3118104 bytes, checksum: b8b09bb1290864270963257aeb021cea (MD5) / Made available in DSpace on 2018-07-31T21:47:28Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO Gisely Alves da Silva.pdf: 3118104 bytes, checksum: b8b09bb1290864270963257aeb021cea (MD5) Previous issue date: 2017-03-07 / O biogás é um biocombustível formado por uma mistura gasosa constituída principalmente por CH₄ e CO₂ produzida por digestão anaeróbia, a partir de dejetos animais, lodo de esgoto, resíduo orgânico doméstico, resíduos agrícolas, efluentes industriais e plantas aquáticas. Para ser usado como combustível precisa ser purificado, não produzir gases tóxicos durante a queima, aproveitar o resíduo orgânico e deixar como efluente um biofertilizante. Os resíduos líquidos e sólidos produzidos pela população é considerado um grave problema ambiental. O tratamento de efluentes em estações de tratamento de esgoto é fundamental para remoção de substâncias contaminantes, para que não sejam dispostos no meio ambiente. Este processo de tratamento tem como principal resíduo o lodo de esgoto e a destinação deste resíduo é um desafio para os órgãos responsáveis. Os resíduos sólidos são constituídos em cerca de 50% de matéria orgânica e gera um grande problema ambiental. Tendo em vista o aproveitamento energético desses resíduos e a redução da poluição causada por este, o presente trabalho tem como objetivo avaliar o processo de biodigestão dos resíduos orgânicos junto ao lodo de esgoto, analisando a composição do biogás produzido no que se refere ao metano (CH₄). Para a caracterização do substrato, foram realizados alguns experimentos: pH, DQO, DBO, sólidos totais, voláteis e fixos. Foi acompanhado a instalação de biodigestores em escala comercial segundo o dimensionamento proposto, avaliado as condições de alimentação e a produção de biogás quanto a sua composição em metano. Inicialmente foi realizado um teste preliminar variando o percentual de substrato, em três temperaturas: ambiente 30°C, 35°C e 40ºC, afim de verificar a melhor condição. A parti dos resultados dos testes preliminares as demais inoculações foram realizadas a temperatura de 30ºC, mantendo-se a variação de proporções dos substratos e em volumes maiores. Como resultado para os testes preliminares foi observado que a temperatura de 35ºC mostrou-se mais eficiente para a biodigestão frente a temperaturas de 30ºC e a 40ºC. À 35ºC obteve-se um percentual máximo de 66,28% de CH₄ a partir do sétimo dia de fermentação e a 30 ºC obteve-se um percentual 64,25% de CH₄ a partir do décimo primeiro dia de digestão, a diferença entre os resultados obtidos não é significativa e a depender do projeto não se justifica o consumo de energia para aquecer o sistema uma vez que a temperatura ambiente obtém resultados semelhantes. Apesar de uma sequência de problemas estruturais os biodigestores instalados na Reserva Camará, produzem hoje biogás com percentuais de metano acima de 60%, proporcionando a geração de energia elétrica em torno de 15kWh. / Biogas is a biofuel consisting of a gaseous mixture consisting mainy of methane and carbon dioxide produced by anaerobic digestion of organic, waste such as: a sewage, a domestic organic waste, agricultural, industrial effluents and aquatic plants. To be used as fuel, biogas need to be purified, do not produce toxic gases during a combustion, leave as a effluent a biofertilizer. Liquid and solid wastes produced by population are considered to be a serious. The treatment of effluents in sewage treatment stations is fundamental for the removal of contaminants, for this reason the residues cannot be disposed in the environment. This process of treatment has as main waste sewage sludge and a destination of this waste is a challenge for the responsible organisms. Solid waste consists of about 50% of the organic matter and generates a major environmental problem. The objective of this work is to evaluate the biodigestion process of organic waste together with sewage sludge, analyzing the composition of the biogas produced with respect to methane (CH₄). For a characterization of the substrate, some analisys were performed: pH, COD, BOD, total solids, volatile and fixed solids. biodigesters were installed in commercial scale according to proposed design, and theys feeding conditions and biogas production as to their composition in methane were evolucion. Initially, a preliminary test was performed, varying the percentage of substrate at three temperatures: ambient 30°C, 35°C and 40°C in order to verify the best condition for the production of biogas. As part of the results of the preliminary tests, inoculations were carried out at a temperature of 30ºC, maintaining a the same of proportions of the substrates and in larger volumes. As a result for the preliminary tests which were observed at a temperature of 35 °C, the temperature of 35°C should be raised to temperatures of 30°C to 40°C, at 35°C the methane maximum percentage of 66.28% was obtained in the seventh day of fermentation; at 30°C A 64.25% of methane percentage was obtained from the eleventh day of digestion, a difference between the results obtained was not significant, and depending on the design the energy consumption to heat the system is not justified since the ambient temperature obtains results Similar. After a sequence of problems with the biodigestors installed in the Reserve Camará, the production of biogas with methane percentages above 60%, providing a generation of electric power.

PETROBRAS, BIOGÁS, Brasil

O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito de enzimas sobre a ingestão de matéria seca, digestibilidade dos nutrientes, comportamento alimentar, produção de CH4 entérico e os parâmetros fermentativos, além da produção de metano nas fezes de bovinos, utilizando biodigestores. O experimento foi conduzido na Universidade de São Paulo, Pirassununga/SP, Brasil. Foram utilizadas cinco vacas, com peso médio de 923,04 ± 86,76 kg, canuladas no rúmen, distribuídas em cinco tratamentos utilizando delineamento experimental em quadrado latino 5x5: 1) Controle: dieta sem adição de enzimas; 2) Amilase: dieta com 7,5 g de amilase/animal/dia (Amaize, ALLTECH); 3) Xilanase: dieta com 15 g de xilanase/animal/dia (Fibrozyme, ALLTECH); 4) Celulase + protease: dieta com 7,5 g celulase + protease/animal/dia (Allzyme VegPro PO, ALLTECH); 5) Pool: dieta com 30 g de mistura de enzimas (amilase, xilanase e celulase + protease)/animal/dia. Cada período experimental consistiu de 21 dias (os primeiros 15 dias foram utilizados para adaptação da dieta e os últimos 5 dias para a coleta de dados). Nos dias 10 e 20, foi avaliada a digestibilidade utilizando o marcador de óxido crômico e coleta de fezes. No dia 17, foi avaliada o comportamento ingestivo por 24 horas, através de monitoramento visual a cada 5 minutos. No dia 19, foi mensurado o pH ruminal a cada 10 minutos, utilizando-se probes de mensuração contínua. Para quantificar os ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), metano, concentração de N-NH3 e protozoários, coletou-se conteúdo ruminal antes, 3, 6, 9 e 12 horas após a alimentação matinal. A técnica de fermentação consistiu na incubação de conteúdo de rúmen líquido e sólido em frascos em banho-maria 39 ºC durante 30 minutos. Na subsequente medição da produção de metano usou-se cromatografia gasosa. Nos dias 20 e 21, foi avaliada a dinâmica ruminal. Os dados foram analisados pelo programa SAS, através do procedimento PROC MIXED. O modelo, o efeito de tratamento como fator fixo e os efeitos de animal e período como fatores aleatórios, considerado nível de significância de 5%. A adição de enzimas não mostrou diferença significativa em relação ao consumo de matéria seca (CMS), digestibilidade, comportamento ingestivo, produção de CH4, N-NH3, protozoários ou dinâmica ruminal. A associação de enzimas (tratamento Pool) aumentou a produção de acético, propiônico e AGCC totais em relação à dieta controle. As variáveis pH mínimo, médio e máximo, tempo de pH abaixo de 5,8, 6,0, 6,2 e 6,5, assim como área de pH abaixo de 5,8, 6,0, 6,2 e 6,5 não diferiram significativamente entre os tratamentos. Não foram verificadas diferenças para a produção de biogás ou teores sólidos do efluente. Concluiu-se que a utilização destes aditivos, nas proporções usadas, não afetou as variáveis de CMS, digestibilidade, comportamento ingestivo, produção de CH4, pH, protozoários, N-NH3 ou dinâmica ruminal. A associação de enzimas apresentou melhora na produção de AGCC ruminal sem aumentar a emissão de CH4. / The objective of this study was to evaluate the effect of enzymes on dry matter intake, nutrient digestibility, feeding behavior, production of enteric CH4 and fermentative parameters, as well as the production of methane in bovine feces using digester. The experiment was conducted at the University of São Paulo, Pirassununga/SP, Brazil. Five cows were used, with a mean weight of 923.04 ± 86.76 kg, cannulated in the rumen, distributed in five treatments using 5x5 Latin square experimental design: 1) Control: diet without addition of enzymes; 2) Amylase: diet with 7.5 g of amylase/animal.day(Amaize,Alltech); 3) Xylanase: diet with 15 g of xylanase/animal.day(Fibrozyme, Alltech); 4) Cellulase + protease: diet with 7.5 g of cellulase + protease/animal.day (Allzyme VegPro PO, Alltech); 5) Pool: diet with 30 g of enzymes pool (amylase, xylanase and cellulase + protease)/animal.day. Each experimental period consisted of 21 days (first 15 days were used for diet adaptation and the last 5 days for data collection). On days 10th and 20th, digestibility was evaluated using the chromic oxide marker and fecal collection. On the 17th day, ingestive behavior was evaluated for 24 hours, through visual monitoring every 5 minutes. On day 19th, ruminal pH was measured every 10 minutes, using a continuous measurement device. In order to quantify short-chain fatty acids (SCFA), methane, concentration of NH3-N and protozoa, rumen contents were sampled prior to and 3, 6, 9 and 12 hours after morning feeding. The fermentation technique consisted of incubation of liquid and solid rumen contents in bottles in a water bath 39 ºC for 30 minutes. Subsequent measurement of methane production using gas chromatography On days 20th and 21th, ruminal dynamic was evaluated by emptying this organ. Data were analyzed using SAS, through the PROC MIXED procedure. The model included the effect of treatment as fixed factor, animal and period effects as random factors, considered level of significance of 5%. The addition of enzymes showed no significant difference in relation to dry matter intake (DMI), digestibility, ingestive behavior, CH4 production, NH3-N, protozoa or ruminal dynamics parameters. The association of enzymes (pool treatment) increased acetic, propionic and total SCFA production in relation to the control diet. Not significant differences were observed for the pH variables, as minimum, average and maximum pH, as well as time and area which pH was below to 5.8, 6.0, 6.2 and 6.5. No differences were verified for biogas production or solid effluent contents. It is concluded that these additives, in the proportions used, did not affect the variables of DMI, digestibility, ingestive behavior, CH4 production, pH, protozoa, NH3-N or ruminal dynamic. The association of the enzymes showed improvement in the production of rumen SCFA without increasing the CH4 emission.

O Metano (CH4) é o segundo gás de efeito estufa mais importante, com aproximadamente 40% de sua emissão proveniente de fontes naturais, enquanto as fontes antrópicas representam cerca de 60%. Sua média global em 2009 foi de 1803ppb, que representa um aumento de 5ppb em relação ao ano anterior. Neste estudo foram calculados os fluxos de CH4, utilizando medidas de perfis verticais com aviões de pequeno porte, desde a superfície até 4,4km na Bacia Amazônica, sobre Santarém (SAN), Alta Floresta (ALF), Rio Branco (RBA) e Tabatinga (TAB), por meio do Método de Integração de Coluna. Estas medidas de CH4 em escala regional até o presente momento são únicas e representam uma nova abordagem nas emissões nesta escala. As medidas em SAN foram realizadas entre 2000 e 2010 e o fluxo de CH4 encontrado para este período foi de 53,0 ± 27,9mgCH4.m-2.dia-1. Para o ano de 2010, o maior fluxo de emissão de CH4 foi observado no lado leste da Bacia Amazônica, entre a costa e SAN, 56,4 ± 22,4mgCH4.m-2.dia-1. Entre a costa e ALF, ao sul da Bacia Amazônica, o fluxo médio anual foi de 17,1 ± 2,3mgCH4.m-2.dia-1, e entre a costa e os locais TAB e RBA, no lado oeste da Bacia, foi observado um fluxo médio anual de 18,7 ± 4,2 e 19,3 ± 10,2mgCH4.m-2.dia-1, respectivamente. Extrapolando os resultados obtidos em TAB e RBA para toda a área da Bacia Amazônica (5 milhões Km2) obtêm-se uma emissão de 34,7 ± 13,5TgCH4.ano-1. Com o objetivo de determinar a influência da queima de biomassa no fluxo regional de emissão de CH4, foi utilizada a correlação 6,4ppbCO/ppbCH4 calculada neste estudo, ALF foi o local de estudo que apresentou a maior influência no fluxo de CH4 oriundo da queima de biomassa, 23% do fluxo total anual. / Methane (CH4) is the second most important greenhouse gas with approximately 40% of emission from natural sources, while anthropogenic sources account for about 60%. The global average was 1803ppb in 2009, representing an increase of 5ppb in relation to the previous year. This study calculated the fluxes of CH4, using measurements of vertical profiles with small aircraft, from the surface to 4.4km in the Amazon Basin, over Santarém (SAN), Alta Floresta (ALF), Rio Branco (RBA) and Tabatinga (TAB), using the Column Integration Technique. These measurements of CH4 at a regional scale until now are unique and represent a new approach to emissions on this scale. SAN measurements were realized between 2000 and 2010 and CH4 flux found for this period was 53.0 ± 27.9mgCH4.m-2.day-1. For the year 2010, the largest flux of CH4 emission was observed in the eastern Amazon Basin, between the coast and SAN, 56.4 ± 22.4mgCH4.m-2.day-1. Between the coast and ALF, located in the south of the Amazon Basin, the annual mean flux was 17.1 ± 2.3mgCH4.m -2.day-1, and between the coast and the local TAB and RBA on the west side of the Basin was observed an mean annual flux of 18.7 ± 4.2 and 19.3 ± 10.2mgCH4.m-2.day-1, respectively. Extrapolating the results obtained in TAB and RBA for the whole area of the Amazon Basin (5 million km2) to obtain an emission of 34,7 ± 13,5TgCH4.year-1. In order to determine the influence of biomass burning on regional emission flux of CH4, was used a correlation 6.4ppbCO/ppbCH4 calculated in this study, ALF was the site that had the most influence on the CH4 flux from the burning biomass, 23% of the total annual flux.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-04-27T18:57:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) SILVANASIMM.pdf: 674400 bytes, checksum: a91d9c0adf7514c406136cc779c08a03 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-27T18:57:01Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) SILVANASIMM.pdf: 674400 bytes, checksum: a91d9c0adf7514c406136cc779c08a03 (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / This study was conducted to evaluate the effect of crude glycerin in co-digestion with dairy cows manure, on biogas production, methane and reduction of solid constituents. In the first experiment were used semi-continuous digesters and the second experiment batch digesters type. The experimental design used in the first experiment was a completely randomized factorial 3x3, three hydraulic retention times (HRT- 10, 17 and 24 days) and three crude glycerin rates (0, 5 and 10% of the total solids - TS), adopting the follow-up period of biodigesters as subparcels (five weeks). The experimental design used in the second experiment was randomized using crude glycerin five doses (0, 5, 10, 15 and 20% of TS) and five repetitions. In semi-continuous digesters, the largest reductions of TS and volatile solids (VS) were 38.4 and 40.2% at doses of 3.6 and 2.7% of crude glycerin TS, respectively. Moreover, in the batch digesters reductions of TS and VS were 36.7 and 50.7% in doses of glycerine 4.7 and 3.4% of TS, respectively. The maximum potential methane production by TS and VS added, found in a semi-continuous system, were 1.4 and 1.8 l/g, in crude glycerin doses of 3.0 and 3.3%, respectively. It corresponds an increase of approximately 190 and 160% compared to control. In the batch system for the same parameters, the maximum values were of 0.19 and 0.26 l/g, at doses of 7.8 and 5.8% TS, respectively, which corresponds into increased 11 and 8% compared to the treatment without addition of crude glycerin. That inclusion of crude glycerin in doses between 2 and 4% TS were better for all parameters assessed in semi-continuous system. And crude glycerin doses between 5 and 8% of the TS, were better to enhance the production of biogas and methane in the batch system. / Este estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar o efeito da glicerina bruta em co-digestão com dejetos de vacas leiteiras, sobre as produções de biogás, metano e redução de constituintes sólidos. No primeiro ensaio foram utilizados biodigestores do tipo semi-contínuos e no segundo ensaio biodigestores tipo batelada. O delineamento experimental utilizado no primeiro ensaio foi o inteiramente casualizado, em esquema fatorial 3x3, sendo três tempos de retenção hidráulica (TRH - 10, 17 e 24 dias) e três doses de glicerina bruta (0, 5 e 10 % dos sólidos totais - ST), adotando-se o período de acompanhamento dos biodigestores como subparcelas (cinco semanas). O delineamento experimental utilizado no segundo ensaio foi o inteiramente casualizado, utilizando-se cinco doses de glicerina bruta (0, 5, 10, 15 e 20 % dos ST) e cinco repetições. Em biodigestores semi-contínuos, as maiores reduções de ST e sólidos voláteis (SV) foram de 38,4 e 40,2%, nas doses de 3,6 e 2,7 % dos ST de glicerina bruta, respectivamente. E nos biodigestores tipo batelada, as máximas reduções de ST e SV foram de 36,7 e 50,7 % nas doses de glicerina de 4,7 e 3,4 % dos ST, respectivamente. Os potenciais máximos de produção de metano por ST e SV adicionados encontrados no sistema semi-contínuos foram de 1,4 e 1,8 l/g, nas doses de glicerina bruta de 3,0 e 3,3 %, respectivamente, o que corresponde a um incremento de, aproximadamente, 190 e 160% em relação ao controle. No sistema batelada, para os mesmo parâmetros, os valores máximos foram de 0,19 e 0,26 l/g, nas doses de 7,8 e 5,8 % dos ST, respectivamente, o que corresponde em aumento de 11 e 8% em relação ao tratamento sem adição de glicerina bruta. Conclui-se que a inclusão de glicerina bruta nas doses entre 2 e 4 % dos ST, foi melhor para todos os parâmetros avaliados no sistema semi-contínuos. E doses de glicerina bruta entre 5 e 8 % dos ST, foram melhores para potencializar a produção de biogás e metano no sistema batelada.

A conversão de áreas de florestas da Amazônia em áreas agrícolas e pastoris desregula processos relacionados ao estoque de carbono, sendo considerada depois da queima de combustíveis fósseis a atividade que mais contribui com a emissão de gases do efeito estufa, dentre os quais se encontra o metano. A produção de metano é intermediada pelas arquéias metanogênicas, que atuam na decomposição anaeróbia da matéria orgânica. Portanto, para compreender as alterações do fluxo desse gás no ecossistema amazônico, é necessário que as comunidades microbianas envolvidas nesse processo sejam estudadas. Dessa forma, o presente estudo teve por objetivo monitorar e caracterizar comunidades de arquéias metanogênicas, por análises de enriquecimento destas comunidades, em amostras de solo provenientes de floresta primária, floresta secundária e pastagem da região amazônica. As amostras de solo foram colocadas em meio enriquecido com a adição de acetato, metanol ou H2:CO2, separadamente, para estimular os metabolismos aceticlástico, metilotrófico e hidrogenotrófico. O monitoramento desses cultivos foi realizado por análises de emissão de metano por cromatografia gasosa, quantificação do gene mcrA pela técnica de PCR quantitativo (qPCR) e caracterização da comunidade metanogênica por meio de microscopia e sequenciamento da região V4-V5 do gene 16S rRNA. Analisando a emissão de metano entre os três tipos de fontes de carbono para as três amostras de solo, os enriquecimentos com metanol apresentaram uma produção maior de metano em relação as amostras com o acetato e muito superior aos cultivos com atmosfera de H2:CO2. A maior média de produção de metano ocorreu nos enriquecimentos com metanol, indicando que a via metilotrófica embora considerada alternativa, pode ser importante na produção de metano no solo amazônico. Por meio da técnica de qPCR foi possível quantificar o gene mcrA das amostras de pastagens logo no tempo inicial da incubação, o que não foi possível para as amostras florestais. No tempo final, o número de cópias desse gene foi similar para os três perfis de solo. Foi possível observar pela caracterização fenotípica dos enriquecimentos agregados de células característicos do gênero Methanosarcina, gênero que foi identificado posteriormente pelo sequenciamento do gene 16S rRNA, além de células em formatos de bastonetes e cocos. Os resultados do sequenciamento permitiram identificar 7 grupos distintos de arqueias metanogênicas, afiliados aos filos Euryarchaeota e Bathyarchaeota. Nas amostras iniciais de pastagens foram identificadas sequências que se afiliaram a todos esses grupos, enquanto as amostras florestais apresentaram sequencias afiliadas apenas ao gênero Methanosarcina. A composição final da comunidade das amostras de pastagens foi similar a inicial, porém mais abundante. Os enriquecimentos de amostras de solo de floresta primária e secundária apresentaram uma composição distinta, devido ao enriquecimento de grupos que não foram identificados no início da incubação. Os resultados obtidos mostraram que embora as arqueias metanogênicas estejam em baixa abundância nos solos florestais, podem ser enriquecidos quando submetidos a condições favoráveis, atingindo produção de metano e alcançando composição similar as amostras de pastagens. / Amazonian forest conversion into agricultural and livestock areas disrupts processes related to carbon stock, being considered, after the fossil fuels burning, the activity contributes most to greenhouse gases emission, of which is methane. Methane production is mediated by methanogenic archaea, acting in organic matter anaerobic decomposition. Therefore, to understand the changes in the flow of this gas in the Amazonian ecosystem, it is necessary to study microbial communities involved in this process. This study aims to monitor and characterize methanogenic archaeal communities by population enrichment from soil samples collected in primary, secondary and pasture of the Amazon region. Soil samples were placed into an enriched medium and received separately acetate, methanol, and H2:CO2 to stimulate the three metabolism types: acetoclastic, methylotrophic and hydrogenotrophic. Monitoring was performed by methane emission analysis by gas chromatography, mcrA quantification by the quantitative PCR and the community characterization was performed by microscopy and sequencing of the V4-V5 region of the 16S rRNA gene. Analyzing the methane emission by the three types of carbon sources in the three soil samples, methanol enrichments presented a higher methane yield than the acetate samples and much larger than cultures with H2:CO2. These results indicate that methylotrophic pathway, although considered as an alternative, may be important in methane production in the Amazonian soil. Was possible to quantify the mcrA gene by qPCR from pasture samples at the initial incubation time, which was not possible for forest samples. In incubation final time, copies number of this gene was similar for the three soil profiles. The phenotypic characterization of enrichments revealed aggregated cells, characteristic of the genus Methanosarcina, later identified by 16S rRNA sequencing. The cells in rod-shaped and cocci formats were also observed. Was identify by sequencing 7 different methanogenic archaeas groups affiliated with Euryarchaeota and Bathyarchaeota phylum. In the initial pasture samples, were identified sequences affiliated with all these groups, while forest samples presented sequences affiliated with only a Methanosarcina genus. Pasture samples showed a final community composition similar to initial, however more abundant. Soil samples enrichment from primary and secondary forest presented a distinct composition due to groups enrichment that was not identified at incubation beginning. These results showed that although methanogenic archaeas are in low abundance in forest soils, they can be enriched when submitted to favorable conditions, archive methane production and reaching similar composition pasture samples.

Neste trabalho a composição do biogás produzido em digestão anaeróbia foi avaliada em função da variação da carga aplicada específica (CAE) medida em termos da relação DQO/sólidos suspensos voláteis. Foram feitos ensaios de digestão anaeróbia utilizando vinhaça como fonte de carbono e lodo adaptado proveniente de reator UASB em 10 frascos reagentes contendo as seguintes variações de CAE: 0,20; 0,28; 0,34; 0,55; 0,95; 3,15; 6,58; 7,00; 9,60; 12,98 g.O2/g.SSV. Os melhores resultados obtidos com relação à produção volumétrica de biogás foram 263,79 mL de volume acumulado de metano para a CAE de 0,34 g.O2/g.SSV, e uma produção máxima acumulada de hidrogênio de 558,06 mL para a CAE de 6,58 g.O2/g.SSV. O resultado não se repetiu com relação ao rendimento de produção de biogás, atingindo um máximo rendimento de 80,68 LCH4/L vinhaça para a CAE de 0,20 g.O2/g.SSV, e 7,98 LH2/L vinhaça para a CAE 3,15 g.O2/g.SSV. A variação da CAE também teve influência direta na rota metabólica da digestão anaeróbia, alterando a concentração de metabólitos dissolvidos. / In this research, the composition of the biogas produced in anaerobic digestion was evaluated according to the variation of the applied load specific (ALS) measured in terms of the ratio COD/volatile suspended solids. Assays were done using anaerobic digestion of vinasse as a source of carbon and sludge obtained from UASB reactor adapted in 10 bottles for the following of ALSs: 0,20, 0,28, 0,34, 0,55, 0,95; 3,15, 6,58, 7,00, 9,60, 12,98 g.O2/g.VSS. The best results concerning to the volumetric biogas production were 263,79 ml cumulative volume of methane for ALS equal to 0,34 g.O2/g.VSS, and a maximum cumulative hydrogen production of 558,06 mL for ALS of 6,58 g.O2/g.VSS. The same was not observed with respect to yield biogas production, reaching a maximum yield of 80.68 LCH4/Lvinasse for ALS of 0,20 g.O2/g.VSS and 7,98 LH2/Lvinasse for ALS of 3,15 g.O2/g.VSS. The variation of ALS also has a direct influence on the metabolic pathway of anaerobic digestion, altering the concentration of dissolved metabolites.