Submitted by Maria Rosa Moraes Maximiano (maria.maximiano@uffs.edu.br) on 2017-06-27T15:11:17Z No. of bitstreams: 1 SCOLARI.pdf: 2707592 bytes, checksum: d3d091bc0a6de5629a6c6feebf0555e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Diego dos Santos Borba (dborba@uffs.edu.br) on 2017-06-27T16:41:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 SCOLARI.pdf: 2707592 bytes, checksum: d3d091bc0a6de5629a6c6feebf0555e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-27T16:41:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SCOLARI.pdf: 2707592 bytes, checksum: d3d091bc0a6de5629a6c6feebf0555e2 (MD5) Previous issue date: 2017-03-03 / A Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze é uma das espécies nativas da região Sul do Brasil de maior importância econômica e ecológica. Nas últimas décadas devido aos grandes desmatamentos ocorridos para comercialização da madeira e para expansão da área agrícola, esta espécie entrou para a lista daquelas ameaçadas de extinção. Uma das maneiras de se preservar a A. angustifolia é a conservação da semente pois é a principal forma de propagação da espécie. No entanto, as sementes de A. angustifolia apresentam comportamento recalcitrante, o que dificulta a sua conservação por longos períodos, em virtude de não tolerarem a dessecação e temperaturas baixas. Por este motivo é necessário pesquisar outras alternativas para a conservação de sementes de A. angustifolia e uma das técnicas que merecem destaque é a criopreservação, que consiste em armazenar o material vegetal em nitrogênio líquido a -196°C. Entretanto, para se obter sucesso com esta técnica há uma série de condições que devem ser satisfeitas, como a redução da umidade das sementes e a formação de um estado vítreo que minimize a possibilidade de formação de cristais de gelo na célula. Diante do exposto, o objetivo do trabalho foi estabelecer um protocolo de criopreservação para sementes de A. angustifolia, visando a manutenção de sua qualidade fisiológica por longos períodos de tempo. A pesquisa foi dividida em oito experimentos, onde se testou diferentes formas e períodos de desidratação, diferentes soluções para a crioproteção e distintas formas de congelamento das sementes. Os experimentos foram realizados em delineamento inteiramente casualizado. Para avaliação da qualidade fisiológica das sementes foram realizados os testes de tetrazólio, emergência de plântulas, índice de velocidade de protrusão radicular (IVP) e determinação do grau de umidade. Pelos resultados foi possível concluir que: houve redução progressiva do grau de umidade e da viabilidade das sementes de A. angustifolia com o aumento do período de imersão em solução de PVS2. A desidratação em sílica gel por 120 horas reduziu a viabilidade das sementes, porém o crioprotetor, glicose (60%) + glicerol (15%), quando utilizado por 72 horas, não prejudicou a qualidade fisiológica das sementes. A criopreservação em nitrogênio líquido e o congelamento em ultrafreezer independentemente do pré-tratamento utilizado foram letais as sementes de A. angustifolia. A aclimatação das sementes de A. angustifolia por 24 horas em solução de 3 molar (M) de sacarose mais 12 horas em solução com 2M de glicose + 0,4M de sacarose previamente a imersão em PVS2 por 24 horas reduziu a viabilidade e o vigor. O congelamento das sementes de A. angustifolia, crioprotegidas com glicose (60%) + glicerol (15%), a -5℃ e -18°C por 7 dias foi letal. A aclimatação das sementes de A. angustifolia por 15 horas em solução de 0,3M de sacarose, mais 8 horas em solução com 2M de glicose + 0,4M de sacarose previamente a imersão de 12 horas em PVS2 reduziu a viabilidade e o vigor. O congelamento das sementes de A. angustifolia, aclimatadas e crioprotegidas com PVS2, a -5℃ e -18°C por 7 dias foi letal. Com essa sequência de experimentos não foi possível estabelecer um protocolo eficiente de criopreservação para as sementes de A. angustifolia. / Araucaria angustifolia (Bertol.) O. Kuntze is one of the native species from southern Brazil with economic and ecological importance. In recent decades, due to deforestation for timber marketing and expansion of agriculture, this species joined the list of those threatened with extinction. One of the ways to preserve A. angustifolia is per seed conservation, as it is the main process for the species propagation. However, the seeds of A. angustifolia endue recalcitrant behavior, not tolerating desiccation and low temperatures for long time. For this reason, it is necessary to look at alternatives for the conservation of the A. angustifolia seeds. One of the techniques that might be useful is cryopreservation, which consists in storing the propagules in liquid nitrogen at -196°C. However, several conditions must be met to achieve success, such as reducing the moisture of the seed to assure the formation of a vitreous state that minimizes the possibility of the generation of ice crystals in the seed cells. Due to this obstacle, the objective of this work was to establish a protocol for cryopreservation of A. angustifolia seeds, targeting for the maintenance of the physiological quality for prolonged periods. The research was divided into eight experiments, where forms and periods of dehydration, solutions for cryoprotection and forms of freezing of the seeds were tested. The experiments were arranged in a completely randomized design. Tetrazolium tests were performed to evaluate the physiological quality of the seeds, in addition of measuring the variables seedling emergence, root protrusion and the seed moisture content. The results lead to the following conclusions: there was a progressive reduction of seed moisture content and viability with increasing period of immersion in PVS2 solution. Dehydration in silica gel for 120 hours reduced seed viability, but when glucose (60%) + glycerol (15%) was used for 72 hours, the physiological quality of seeds was maintained. The cryopreservation in liquid nitrogen or ultrafreezer, regardless of pre-treatment used, was lethal to seeds. The acclimatization of the seeds of A. angustifolia for 24 hours in a 3 molar (M) sucrose solution plus 12 hours in solution with 2M glucose + 0.4M sucrose prior to immersion in PVS2 for 24 hours, reduced viability and seed vigour. The freezing of A. angustifolia seeds, using cryoprotectants with glucose (60%) + glycerol (15%), at -5℃ and -18°C for 7 days, were lethal. The acclimatization of the seeds for 15 hours in a 0.3M solution of sucrose plus 8 hours in a 2M glucose + 0, 4M sucrose solution prior to immersion of 12 hours in PVS2 reduced seed viability and vigour. Freezing of acclimated seeds cryoprotected with PVS2, at -5℃ and -18°C for 7 days, was lethal. The results of these experiments not allowed to establish an efficient protocol for cryopreservation of A. angustifolia seeds.

VIDAL, T. F. Balanço de macronutrientes no Açude Gavião/CE: uma nova abordagem. 2011. 182 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, 2011. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-02-28T17:06:10Z No. of bitstreams: 1 2011_distfvidal.pdf: 6070775 bytes, checksum: 3c73b6ca3e4872fe72360834de439e12 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-02-28T17:07:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_distfvidal.pdf: 6070775 bytes, checksum: 3c73b6ca3e4872fe72360834de439e12 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-02-28T17:07:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_distfvidal.pdf: 6070775 bytes, checksum: 3c73b6ca3e4872fe72360834de439e12 (MD5) Previous issue date: 2011-10 / The study area, the reservoir Gavião, is positioned in the northeastern state of Ceara, is inserted in the municipality of Pacatuba and located upstream of the Water Treatment Plant - ETA, responsible for supplying drinking water in the Metropolitan Region Fortaleza.Os reservoirs in the state of Ceará, specifically those located in metropolitan areas of the basins, such as dam Hawk, are targets of impacts resulting from various human activities developed along its watershed. Water eutrofizadasproporcionam greater difficulty and high treatment costs, mainly due to the presence of excessive algae. This increasing growth of algae in the waters are the result of continuous delançamentos nutrients, especially nitrogen and phosphorus, which modify the characteristics of water bodies as well as its quality. An important tool for the definition of strategies recovery, storage and management of a watershed is to determine the nutrient load, which has the purpose of evaluating the eutrophication process over a system as well as determining the mass balance through estimates of inputs, outputs and retention of nutrients in the water body. To this end, samples were collected monthly from December 2010 to May 2011, at five different points of the dam, in order to study the mass balance of macronutrients, check the quality of stored water, draw vertical profiles of physical and chemical parameters and determining the limiting nutrient in the system. During the study period, the dam has accumulated over 28.06 tons of 121.42 tons of phosphorus and nitrogen. The concentrations of the investigated parameters estãocada higher and higher and the limitation has always been of the nitrogen fraction (N / P <10), the reservoir Gavião may be classified as eutrophic. / A área de estudo, o açude Gavião, encontra-se posicionada na região nordeste do Estado do Ceará, está inserido no município de Pacatuba e localizado a montante da Estação de Tratamento de Água – ETA, responsável pelo abastecimento de água potável da Região Metropolitana de Fortaleza.Os reservatórios do Estado do Ceará, especificamente os localizados nos domínios das bacias metropolitanas, como é o caso do açude Gavião, são alvos de impactos resultantes de diversas atividades antrópicas desenvolvidas ao longo de suas bacias hidrográficas. Águas eutrofizadasproporcionam maior dificuldade e elevação nos custos de tratamento, principalmente, devido à presença excessiva de algas. Este crescente aumento de algas nas águas são resultantes delançamentos contínuos de nutrientes, principalmente nitrogênio e fósforo,que modificam as características dos corpos d'água, bem como sua qualidade. Uma ferramenta importante para a definição de estratégias de recuperação, conservação e manejo de uma bacia hidrográfica é a determinação da carga de nutrientes, que tem a finalidade de avaliar o processo de eutrofização ao longo de um sistema, assim como a determinação do balanço de massa, através de estimativas de entradas, saídas e retenção de nutrientes no corpo d’água. Para tal, foram coletadas amostras mensais de dezembro de 2010 a maio de 2011, em cinco pontos distintos do açude, com o objetivo de estudar o balanço de massa dos macronutrientes, verificar a qualidade da água armazenada, traçar perfis verticais de parâmetros físicos e químicos e determinar o nutriente limitante do sistema. No período de estudo, o açude acumulou cerca de 28,06 toneladas de fósforo e 121,42 toneladas de nitrogênio. As concentrações dos parâmetros investigados estãocada vez mais elevadas e a limitação sempre foi da fração nitrogenada (N/P < 10), podendo o açude Gavião ser classificado como eutrófico.

VASCONCELOS, M. A. Atividade das lectinas de Canavalia brasiliensis e Canavalia ensiformis sobre o crescimento “in vitro” de Rhizobium tropici. 2010. 87f. Dissertação (Mestrado em Biotecnologia) - Campus de Sobral, Universidade Federal do Ceará, Sobral, 2010. / Submitted by Djeanne Costa (djeannecosta@gmail.com) on 2016-04-04T15:17:59Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_mavasconcelos.pdf: 2316862 bytes, checksum: 25642d5f5b522333a3aa13d0e73b23dc (MD5) / Approved for entry into archive by Djeanne Costa(djeannecosta@gmail.com) on 2016-04-04T15:18:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_mavasconcelos.pdf: 2316862 bytes, checksum: 25642d5f5b522333a3aa13d0e73b23dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-04T15:18:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_mavasconcelos.pdf: 2316862 bytes, checksum: 25642d5f5b522333a3aa13d0e73b23dc (MD5) Previous issue date: 2010 / Rizobia are gram-negative bacteria that lives as symbiotic cells in roots of leguminous inducing the formation of nodules. Inside of these nodules, these bacteria in their endosymbiotic life style, fixate the atmospheric nitrogen and make it available for the cells from the host plant. Different environment conditions are limiting factors for the biological nitrogen fixation and for the plant development, like drought-stressed, salinity, pH and temperature. Rhizobium tropici CIAT899 is a rizobia‟s strain that has effective symbioses with Phaseolus vulgaris, this strain shows tolerance to many different environment stress, such as high temperatures, acid environment and high salinity. Lectins are (glico) proteins from non-immune origin that binds specific and reversible to carbohydrates or to glicoconjugates. Due to their capacity of recognizing specific carbohydrates, lectins shows to be an important tool that helps the interaction between rizobia and the host plant. In this work we tried to demonstrate the activity of the lectin isolated from Canavalia brasiliensis (ConBr) and Canavalia ensiformis seeds on the in vitro growth of Rhizobium tropici. The data demonstrate that the lectin ConBr was capable of stimulating, in a significant way, the in vitro growth of Rhizobium tropici. The effect that was found was reverted in the presence of the inhibitory sugar (mannose), suggesting an effective lectin activity. However the lectin ConA didn‟t show any activity on the growth of the microorganisms. The ConBr-FITC conjugates, as been expected, showed interaction between the bacteria surface, these results were similar with those from ConA, although this lectin doesn‟t show any activity in the microbial growth of Rhizobium tropici. The difference between the biological activities of these similar lectins, probably is due to their structure differences in the carbohydrate binding domain. / Rizóbios são bactérias gram-negativas que vivem de maneira simbiótica nas raízes de leguminosas induzindo a formação de nódulos. Dentro dos nódulos, essas bactérias, na sua forma endossimbiótica, podem fixar o nitrogênio atmosférico e fornecê-lo para as células da planta hospedeira. Diversas condições ambientais são fatores limitantes para a fixação biológica de nitrogênio e o desenvolvimento do vegetal, como estresse hídrico, salinidade, pH e temperatura. Rhizobium tropici CIAT899 é uma estirpe de rizóbio que forma efetiva simbiose com Phaseolus vulgaris, esta estirpe mostra ser tolerante a diversos estresses ambientais, incluindo altas temperaturas, ambientes ácidos e de alta salinidade. Lectinas são (glico) proteínas de origem não imune que se ligam especificamente e reversívelmente a carboidratos, ou ainda a glicoconjugados. Devido essa capacidade de reconhecer especificamente carboidratos, lectinas mostram ser uma importante ferramenta de estudo que favorece a interação entre rizóbio e planta hospedeira. Nesse trabalho buscamos demonstrar a atividade das lectinas isoladas de sementes de Canavalia brasiliensis (ConBr) e Canavalia ensiformis (ConA) sobre o crescimento “in vitro” de Rhizobium tropici. Os dados mostraram que a lectina ConBr foi capaz de estimular de maneira significante o crescimento “in vitro” de Rhizobium tropici. O efeito encontrado foi revertido na presença do açúcar inibidor (manose), sugerindo uma efetiva atividade lectinica. No entanto a lectina ConA não demonstrou nenhuma atividade sobre o crescimento do microrganismo. A lectina ConBr associada com FITC, como já era esperado, demonstrou interação com a superfície bacteriana, esses resultados foram muito semelhantes aos obtidos com ConA, apesar dessa lectina não demonstrar qualquer atividade sobre o crescimento microbiano de Rhizobium tropici. A diferença na atividade biológica destas lectinas, apesar da alta similaridade, provavelmente é devido à diferença estrutural nos seus domínios de reconhecimento de carboidrato.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-15T04:03:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 337596.pdf: 2523273 bytes, checksum: 3d55931ce976a1d2c0ac20a2226a6165 (MD5) Previous issue date: 2015 / A crescente busca pela sustentabilidade industrial, motivada tanto por novas legislações ambientais quanto pelo aumento da consciência ambiental por parte dos consumidores finais, tem levado ao desenvolvimento de compostos de alta eficiência, com elevada biodegradabilidade e, principalmente, provenientes de fontes renováveis. Assim, a industrialização globalizada tem redirecionado a atenção para tecnologias emergentes abrindo oportunidades para diversos estudos, particularmente na área dos processos biotecnológicos. Neste contexto, buscou-se apontar alternativas para um dos principais problemas concernentes à indústria petroquímica na atualidade: a remoção ultraprofunda de poluentes como enxofre e nitrogênio dos combustíveis. Os processos de biodesnitrogenação e biodessulfurização foram aplicados ao gasóleo pesado empregando Rhodococcus erythropolis ATCC 4277 como biocatalisador. Os maiores percentuais de remoção do enxofre e do nitrogênio foram de 42,7 e 43,2%, respectivamente, alcançados nos experimentos contendo 40% (v/v) de gasóleo pesado. Uma vez que não se observou a diminuição da tensão superficial do meio de cultivo durante os processos de biodesnitrogenação e biodessulfurização frente a diferentes condições de processo e nutrição, buscou-se encontrar outros resíduos que promovessem a formação de biossurfactantes. O resíduo sólido da extração do azeite de oliva foi o resíduo escolhido, pois dentre os testados foi o que proporcionou uma maior diminuição na tensão superficial do meio de cultivo. Assim, a capacidade da bactéria Bacillus subtilis DSM 3256 de produzir biossurfactante utilizando o resíduo sólido da extração do azeite de oliva como fonte de carbono foi estudada. A bactéria produziu aproximadamente 248,5 mg·L-1 de surfactina após 36 h de fermentação. O biossurfactante produzido se mostrou estável frente a diferentes valores de pH e temperatura, além de apresentar a capacidade de remover óleo de motor de uma fonte arenosa. Embora o resíduo empregado possua grande concentração de compostos fenólicos, o biossurfactante produzido apresentou baixa toxicidade. Os dados obtidos representam uma evolução expressiva em relação à solução dos problemas citados, resultando em um avanço científico para uma futura aplicação industrial de ambos.<br> / Abstract : A crescent demand for industrial sustainability, motivated by new environmental regulations and an increased environmental awareness among consumers, has led to the development of high-efficiency compound, highly biodegradable and, especially, from renewable sources. Therefore, the global industrialization has redirected attention to emerging technologies opening up opportunities for several studies, particularly in the area of biotechnological processes. In this context, we sought alternative solutions to one of the major problem concerning the petrochemical industry currently: the deep ultra removal of pollutants such as sulfur and nitrogen from fuels. Biodenitrogenation and biodesulfurization processes were applied to heavy gas oil using the Rhodococcus erythropolis ATCC 4277 as biocatalyst. The highest percentages of sulfur and nitrogen removal were 42.7 and 43.2%, respectively, achieved in experiments containing 40% (v/v) of heavy gas oil. Since there was no decrease in the surface tension of the culture medium during the biodesnitrogenation and biodesulfurization processes against different process and nutrition conditions it sought to find other residues that promote the formation of biosurfactants. The two-phase olive mill waste was chosen because among those tested it was the one which provided a greater reduction in surface tension of the culture medium. Thus, the ability of Bacillus subtilis DSM 3256 to produce biosurfactants using the two-phase olive mill waste as a carbon source was studied. The bacterium produced approximately 248.5 mg·L-1 of surfactin after 36 hours of fermentation. The biosurfactant partially purified showed a great stability against different pH and temperature values, besides, it was capable to remove motor oil from a contaminated sandy. Although the residue used exhibit a high concentration of phenolic compounds, the biosurfactant produced showed a low toxicity. These results represent a significant improvement to the solution of these problems, resulting in a scientific advancement for a future industrial application of both methodologies.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2016-09-20T05:05:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 341766.pdf: 3514591 bytes, checksum: 406b99f36c8904ba4ca64966a456d57b (MD5) Previous issue date: 2016 / Os sistemas tipo wetlands construídos (WC) são amplamente empregados para o tratamento de diversos tipos de efluentes, sendo as macrófitas uns dos seus principais componentes. No Brasil existem poucos estudos relacionando o papel das macrófitas presentes nas inúmeras variações de WC. Neste contexto, objetiva-se avaliar a participação da macrófita Typha domingensis na remoção de nutrientes em dois arranjos tecnológicos de WC, empregados como unidades de tratamento de esgotos sanitários. Avaliaram-se um wetland construído vertical descendente com drenagem livre (WCVD) com 7,3 m2 de área superficial, e um sistema híbrido composto por um wetland construído vertical descendente com fundo saturado (WCVD-FS) com 7,6 m2 de área superficial seguido por um wetland construído horizontal (WCH) com 16 m2 de área superficial, todos preenchidos com areia como material filtrante (d10 = 0,29; U = 4,05) e plantados com T. domingensis. Ambos os WC verticais operaram com alimentação intermitente (vazão média = 490 L d-1, carga orgânica = 41 gDQO m-2 d-1), e o WCH foi alimentado por gravidade com o efluente do WCVD (vazão média = 517 L d-1). Foram realizadas 19 campanhas de coleta e análises físico-químicas de afluente e efluente dos WC. Quinzenalmente, foi avaliado o crescimento das macrófitas através de medições da altura das plantas; e realizaram-se coletas de o tecido foliar em 4 diferentes períodos para quantificação de matéria seca e de nitrogênio e fósforo. Com base nessa condição operacional, o WCVD-FS apresentou melhor eficiência de remoção (86% de DQO, 48% de NT e 89% de P-PO43-) quando comparado com o WCVD (83% de DQO, 29% de NT e 76% de P-PO43-), porém o sistema híbrido (WCVD?WCH) apresentou eficiências superiores (93% para DQO, 67% para NT e 96% para P-PO43-). Os teores de nutrientes no tecido foliar das macrófitas após 180 dias do plantio, variaram entre 19,37 e 23,63 gN Kg-1 e 1,61 e 2,11 gP Kg-1. A capacidade de extração de nutrientes das macrófitas representou 7,5% do N e 0,8% do P no WCVD-FS, 5,5% do N e 0,6% do P no WCVD e 16% do N e 7% do P no WCH, com base na carga removida. Os resultados mostram que a T.domingensis pode desempenhar um papel importante principalmente na extração de nitrogênio, variando de acordo com as condições operacionais (altura de saturação de fundo, sentido de fluxo, drenagem), e a quantidade da biomassa produzida.<br> / Abstract : Constructed wetlands (CW) are widely used as treatment solution for many types of wastewaters, being the macrophytes one of their main components. In Brazil, there are only a few studies regarding macrophytes role in CW performance. In this context, the objective of this study was to evaluate the role of the macrophyte Typha domingensis in nutrient removal in two technological arrangements, employed as sanitary wastewater treatment. It was evaluated a vertical flow constructed wetland with bottom saturation level (VFCW-BS), with 7.3 m2 of surface area and a hybrid system composed by a vertical flow constructed wetland with free drainage (VFCW), with 7.6 m2 of surface area followed by a horizontal flow constructed wetland (HFCW), with 16 m2. All CW have coarse sand as bed media (d10 = 0.29; U = 4.05) and were planted with Typha domingensis. Both VFCW were operated with intermittent feeding (average flowrate=490 L d-1, organic load = 41 gDQO m-2 d-1) and the HFCW was fed through gravity with VFCW effluent (average flow = 517 L d-1). Nineteen sampling campaigns and physical chemical analysis of all CW influent and effluents. Every other week, macrophytes growth was evaluated by plant height measurements and samplings were taken in four different periods to evaluated dry matter, nitrogen, and phosphorus content in the leaf tissue, resulting in macrophytes nutrient extraction capacity. Based on this operational condition, the VFCW-BS showed higher removal efficiencies (86% of COD, 48% of TN and 89% of PO43--P) when compared to VFCW individually (83% of COD, 29% of TN and 76% of PO43--P). However, the hybrid system (VFCW?HFCW) showed higher efficiencies (93% of COD, 67% of TN and 96% of P-PO43-). The nutrient content in macrophytes leaf tissue, ranged between 19.37 to 23.63 gN Kg-1 and 1.61 to 2.11 gP Kg-1, 180 days after planting. The macrophytes nutrient extraction capacity represented 7.5% of N and 0.8% of P removed on the VFCW-BS, 5.5% of N and 0.6% of P removed on the VFCW and 16% of N and 7% of P removed on the HFCW. The results show that T.domingensis can perform an important role in CW performance, mainly for nitrogen extraction. The latter depends on the operational conditions (e.g. applied loading rates, flow direction and drainage conditions) and biomass production.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-03-21T04:12:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344684.pdf: 1837004 bytes, checksum: 90d52fe949cae46d80069613f21c28b4 (MD5) Previous issue date: 2016 / Com a adoção dos sistemas de produção intensivo de suínos baseado na alta concentração de animais em pequena unidade de área, aumentou-se expressivamente o volume de dejetos líquidos animais que causam a poluição dos corpos de água, solos e ar. Diante dessa constatação, surge a preocupação para o desenvolvimento de técnicas de baixo custo, fácil implementação e operação tendo em vista proporcionar a destinação correta dos dejetos líquidos de suínos, tal como a compostagem, que promove a conversão dos dejetos animais em composto orgânico. No entanto, estudos prévios demonstraram que o processo compostagem de dejetos suínos emite gases poluentes (N2O, NH3 e CH4) e, por consequência, perde nitrogênio, importante elemento na produção agrícola. Algumas técnicas podem ser utilizadas para reduzir a emissão de gases e a perda de nitrogênio. Uma em destaque é o uso de aditivos químicos, como o sal de magnésio (Mg) associado ao fosfato (PO4-), utilizados para reduzir a volatilização da amônia em processo de compostagem e formar cristais de estruvitas e a dicianodiamida (DCD) que é comumente utilizada na aplicação de fertilizantes em solos agrícolas para evitar a perda de nitrogênio. Desse modo, o presente trabalho estudou o efeito do uso de diferentes concentrações de aditivos químicos - DCD, Mg com PO4- e o seu uso associado (DCD+Mg/P) - durante o processo de compostagem de dejetos suínos e no composto orgânico. Os resultados obtidos demostraram que o uso desses aditivos chega a reduzir as perdas de nitrogênio total entre 88-99% através da manutenção das concentrações de N-NH4+, menor formação de N-NOx- e baixas emissões de N-N2O, com destaque para as maiores doses testadas e seu uso associado, sem influências negativas na evolução da degradação da matéria orgânica durante o processo de compostagem. Foi constatado a formação de cristais de estruvita no composto orgânico, com o uso de sal de Mg e PO4-. Por fim, através da soma dos efeitos dos aditivos químicos testados (DCD+Mg/P), o potencial de aquecimento (PAG) foi reduzido em 52%, principalmente pela baixa emissão de óxido nitroso (N2O) que contribuiu apenas 2,75%. Já a utilização do sal de Mg e PO4- proporcionou menor emissão de CH4, representando 1,76% do PAG.<br> / Abstract : With the adoption of intensive swine production systems, based on hight concentrations of animals in small área, increased the volume of animal waste, causing pollution of water, soil anda ir. There was concern in the development of low cost techniques, easy implementation and operation, to promote the proper disposal the swine sllury, schu as composting, which promotes the conversion of animal waste in organic compost. However, previous studies have shows that the process of composting manure emit polluting gases (N2O, NH3 e CH4) and loses nitrogen, na importante element in agricultura prduction. Some techniques can be used to reduce the emission of gases and nitrogen loss, as the use the chemical additives, the magnesium salt (Mg) with phosphate (PO4-) used to reduce ammonia volatilization in the composting process and form struvite crystals; and the dicyandiamide (DCD) that is used in the application of fertilizers in cultural soils to prevent the loss nitrogen. This work studied yhe effect of using different concentrations of chemical additives, DCD, Mg salt with PO4- and its associated use (DCD+Mg/P), during the pocess of composting of swine manure and compost, it was divided into three experiment (Experiment I, II and III). The results showed that the use of these additives can reduce losses total nitrogen, between 88-99%, by maintaining the concentration of N-NH4+, less formation of N-NOx- and low emissions of N-N2O, especially the larger doses and its use associated, without negative influence on the evolution of degradation of organic matter during the composting process. The formation of the struvite crystals in the organic compost, was found with the use of Mg salt and PO4-. Finally, by adding the effects of the tested chemical additives (DCD+Mg/P), global warming potential (GWP) was reduced by 52%, mainly for low emission of nitrous oxide (N2O), which contributed only 2,75%. Also, the use of Mg salt and PO4- provided lower emissions of CH4, representing 1,76% of the GWP.

The objective of this study was to define the adequate management of the nitrogen fertilization in the culture of grain sorghum, using as source the urea in soil of average texture. In the experiment conducted in 2001/02, was used a population density of 171,000 plants/ha-1, in direct plantation and was characterized by little precipitation. The assay realized in the agricultural year of 2002/03, was characterized by raised precipitation and was used 214,000 plants/ha-1, in conventional plantation. The experimental design was a randomized block with three repetitions and had been constituted by 21 treatments with nitrogen: 200 kg N/ha-1 in the base; 150 kg N/ha-1 in the base more 50 kg N/ha-1 on top on the 20, 44, 55, 66 and 74 days after the emergency of the plants; 100 kg N/ha-1 in the base more 100 kg N/ha-1 on top on the 20, 44, 55, 66 and 74 days after the emergency of the plants; 50 kg N/ha-1 in the base more 150 kg N/ha with on top on the 20, 44, 55, 66 and 74 days after the emergency of the plants; 200 kg N/ha-1 on top on the 20, 44, 55, 66 and 74 days after the emergency of the plants. In relation to the management with nitrogen fertilization in the of grain sorghum arrived the following: the treatments with 50 kg N/ha-1 in the base more 150 kg/ha-1 on top on the 66 and 74 days and 200 kg N/ha-1 on top on the 66 and 74 days in the low precipitation conditions of the agricultural year of 2001/02, had presented the lowest values of index of foliar area, biological productivity and grain yield; the nitrogen fertilization in the high precipitation conditions, registered in the agricultural year of 2002/03, provided to high index of foliar area and grain yield in hall the applied treatments; in experiment 2001/02, o the number of grains for panicle was the variable that more influenced in the grain yield and in 2002/03 it was the harvest index; by that is was observed in terms of grain yield, it could be said that good distribution of rain, the manegement with 200 kg N/ha-1 could be made until the 74 days the emergency, that would not reduce the productivity of grains / O objetivo deste estudo foi definir o manejo adequado da adubação nitrogenada na cultura do sorgo granífero, utilizando como fonte a uréia em solo de textura média. No experimento conduzido em 2001/02, foi usado uma densidade populacional de 171.000 plantas/ha, em plantio direto e foi caracterizado por pouca precipitação. O ensaio realizado no ano agrícola de 2002/2003, foi caracterizado por elevada precipitação e foi usada uma densidade populacional de 214.000 plantas/ha, em plantio convencional. O delineamento experimental foi de blocos ao acaso com três repetições, constituído por 21 tratamentos com nitrogênio: 200 kg N/ha na base; 150 kg N/ha na base mais 50 kg N/ha em cobertura aos 20, 44, 55, 66 e 74 dias após a emergência das plantas; 100 kg N/ha na base mais 100 kg N/ha em cobertura aos 20, 44, 55, 66 e 74 dias após a emergência das plantas; 50 kg N/ha na base mais 150 kg N/ha em cobertura aos 20, 44, 55, 66 e 74 dias após a emergência das plantas; 200 kg N/ha em cobertura aos 20, 44, 55, 66 e 74 dias após a emergência das plantas. Em relação ao manejo com adubação nitrogenada na cultura do sorgo granífero, chegou-se as seguintes conclusões: os tratamentos com 50 kg N/ha na base e 150kg/ha em cobertura aos 66 e 74 dias e 200 kg N/ha em cobertura aos 66 e 74 dias nas condições de baixa precipitação do ano agrícola de 2001/02, apresentaram os mais baixos valores de índice de área foliar, produtividade biológica e rendimento de grãos; a adubação nitrogenada realizada nas condições de alta precipitação, registradas no ano agrícola de 2002/03, proporcionaram elevado índice de área foliar e rendimento de grãos em todos os tratamentos aplicados; no experimento de 2001/02, o número de grãos por panícula foi a variável que mais influenciou no rendimento de grãos e em 2002/03 foi o índice de colheita; pelo que foi observado em termos de rendimento de grãos, poderia se dizer que se houver boa distribuição de chuvas, o manejo com 200kg N/ha poderia ser feito até os 74 dias após a emergência, que não reduziria a produtividade de grãos

Orientadora: Jaísa Fernandes Soares / Co-orientador: Fábio Souza Nunes / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná / Resumo: A presença de ferro e vanádio no provável sítio ativo da V-nitrogenase sugere que complexos que contenham esses metais possam reagir com N2. Com o objetivo de estudar modelos químicos funcionais da nitrogenase, temos interesse na preparação de agregados trinucleares do tipo [MTi2(OR)9] onde M' = Na+, K+; R = OPr1. Esses agregados trinucleares, quando em reação com cloretos de ferro e vanádio (M"Cln, n = 2 ou 3) podem formar espécies mais complexas do tipo [M"Cln-i{Ti2(OR)9}]. Neste trabalho, todas as operações foram realizadas sob atmosfera de N2 (pureza 99,999%), através do uso de técnicas de Schlenk. Os materiais de partida NaOPr', KOPr' e [Ti(OPr')4] foram preparados por alcoólise dos hidretos de sódio e de potássio e do tetracloreto de titânio, respectivamente. A reação de fn(OPr')4] com KOPr1 (2:1), seguida da adição de 1 equivalente de FeCI2 produziu, após purificação, cristais marrons claros (produto I). Os resultados de microanálise e de Difratometria de Raios-X (monocristal) confirmam a formação do complexo trinuclear [FeCI{TÍ2(OPr')9}]. Os resultados das análises por RPE e dos cálculos mecânico-quânticos em nível semi-empírico (parametrização INDO/S) indicam a presença de um centro de Fe" (spin alto) e dois de Tilv em I. A reação entre [Ti(ÒPr')4] e NaOPr' (2:1) seguida da adição de V C I 3 (1 equivalente) produziu cristais incolores (produto IV) e cristais verdes (Produto V). Os resultados da análise elementar (teores de C, H, Ti e V) indicaram que os metais foram incorporados em produtos diferentes (titânio e vanádio nos produtos IV e V, respectivamente). A análise por Difratometria de Raios-X do produto IV revelou que a estrutura molecular consiste de um dímero de Til v de fórmula molecular [{TiCI(OPr')2(Pr'OH)}2(n-OPr')2]. O produto mostrou-se silencioso na análise por RPE, o que é concordante com a presença de Tilv. Os dados estruturais obtidos por Difratometria de Raios-X e a presença de uma banda alargada para o estiramento O-H em 3200 cm"1 no espectro de absorção no infravermelho sugerem fortemente a presença de ligação de hidrogénio intramolecular em IV. Esta conclusão encontra suporte também nos resultados dos cálculos semi-empíricos da geometria do complexo (parametrização INDO/S). O espectro de 1H-RMN (-40°C, C D 2 C I 2 ) do produto IV indica a presença de 3 ambientes diferentes de grupos isopropóxidos, o que é coerente com o esperado, considerando os dados estruturais disponíveis. Esses resultados indicam que a estrutura binuclear apresentada pelo produto IV no estado sólido provavelmente se mantém em solução. O êxito na preparação de [FeCI{TÍ2(OPr')g}] confirma que a estratégia de síntese utilizada neste trabalho é eficiente para a incorporação de um heterometal à unidade {Ti2(OPr')9}~. Esse resultado sugere que a rota possa ser utilizada na preparação de alcóxidos heterobimetálicos de titânio com outros metais, bem como na síntese de complexos do tipo [FeCln-i{V2(OR)9}] com vanádio(IV) ao invés de titânio(IV). Palavras-chave: 1) fixação de nitrogênio; 2) alcóxidos heterometálicos; 3) titânio / Abstract: The demonstration that iron and vanadium are present in the putative active site of the V-nitrogenase suggested that Fe/V-mixed-metal complexes might react with dinitrogen. This work aimed at the preparation of functional models for the alternative V-nitrogenase, synthesised from [M'{ri2(OR)9}] (M' = Na+, K*; R = OPH) and M"Cln (M" = Fe, V; n = 2-3). Expected products were formulated as [M"CI(n-i){Ti2(OR)9}]. All operations were carried out under N2 with the use of standard Schlenk techniques. The starting materials NaOPr', KOPr* and Ui(OPr')4] were prepared by alcoolysis of NaH, KH and TiCU, respectively. The reaction of [TiiOPr1)^ with two molar equivalents of KOPr1 in toluene, followed by addition of one equivalent of FeCb produced, after work-up, light brown crystals (Product I). Microanalytical and singlecrystal X-ray diffraction data confirmed the formation of the trinuclear complex [FeCI{Ti2(OR)g}]. EPR results and semi-empirical auantum mechanical calculations (INDO/S method) indicated the presence of one high-spin Fe and two Tilv centres in I. The reaction between [T^OPr1)^, NaOPr'and V C I 3 (2:1:1) in toluene gave colourless (product IV) and green crystals (product V). Elemental analyses (C, H, Ti and V contents) indicated that the two metals were incorporated in different products (Ti and V in IV and V, respectively). X-ray diffraction analysis of product IV revealed the binuclear Tilv molecular structure of [{TiCI(OPri)2(PriOH)}2(^-OPri)2]. The complex is EPR-silent, and this agrees with the presence of titanium(IV). X-ray diffraction and FTIR data (large v(OH) band at 3200 cm"1) strongly suggest the presence of intramolecular hydrogen bonding in IV. This conclusion is also supported by results of semi-empirical theoretical calculations (INDO/S method). Low-temperature 1H-NMR spectra recorded for IV in C D 2 C I 2 are compatible with the presence of three magnetically non-equivalent isopropoxyde groups in the complex. This suggests that the binuclear structure of IV is stable in solution, as well as in the solid state. The successful preparation of [FeCI{Ti2(OR)9}] (I) confirms that the synthetic approach described in this work efficiently incorporates heterometals into the {Ti2(OR)9}" moiety. Subsequent work will include the preparation of heterometallic alkoxides of titanium with other metals, as well as the synthesis of complexes formulated as [FeCI^ i){V2(OR)g}], with vanadium(IV) replacing titanium(IV) in the trinuclear structure.

Neste trabalho foram preparados catalisadores mono e bimetálicos de Pd e Mo, suportados em SiO2 e Si-MCM-41, modificados ou não com filme fino de Al2O3, Al-MCM- 41, ALPO e SAPO. Os catalisadores foram produzidos a partir de [Pd(acac)2] e [Mo(CO)6]. As áreas específicas dos catalisadores suportados em SiO2 mantiveram-se praticamente constantes após a impregnação dos metais, enquanto que para os catalisadores suportados em Si-MCM-41 observou-se uma diminuição, principalmente após a incorporação da alumina e do Pd. As análises de Redução à Temperatura Programada (TPR) e Espectroscopia UV por Refletância Difusa (UV-DRS) sugerem a presença de aglomerados de paládio, principalmente nos catalisadores suportados sobre SiO2. A adsorção de CO e NO mostrou que o Mo encontra-se preferencialmente na superfície do Pd e que há de fato uma interação entre o Pd e o Mo. Os testes catalíticos mostraram que todos os catalisadores estudados foram eficientes para decomposição de NO, sendo os catalisadores bimetálicos Mo-Pd/Al2O3/SiO2 e Mo- Pd/Al2O3/MCM-41 os mais seletivos a N2. Os catalisadores monometálicos de molibdênio não apresentaram atividade catalítica. Na redução catalítica de NO com CO foram formados como produtos da reação, na fase gasosa, além do NO e do CO não transformados, CO2, N2O, como era esperado, e NH3 . A conversão de NO e CO aumenta com o aumento da temperatura de reação, aumentando também a produção de amônia e não se observando a formação de espécies isocianato. Na superfície do catalisador, além do CO2 e o N2O adsorvidos, também é observada a formação do íon amônio. Em geral, pode-se observar que há um aumento da conversão, tanto para NO quanto para CO, com o aumento da temperatura. A presença do Mo, nos catalisadores bimetálicos, não melhora significativamente a atividade dos mesmos. A instabilidade da estrutura do ALPO e do SAPO, torna estes suportes inadequados para serem utilizados na reação de decomposição de NO, nas condições experimentais utilizadas. / In this work, Palladium and Pd-Mo catalysts supported on SiO2, MCM-41, on Al2O3- thin-layer- modified SiO2 and MCM-41, [Al]-MCM-41, ALPO and SAPO were prepared. The catalysts were prepared from [Pd(acac)2] and [Mo(CO)6]]. The surface area of SiO2 supported catalysts did not change after metals incorporation. On the other hand, for the MCM-41 supported catalysts the surface area decreased when both Pd and the thin Al2O3 film are present. Temperature Programmed Reduction (TPR) and Ultraviolet Diffuse Reflectance Spectroscopy (UV-DRS) profiles suggested the presence of large particles of palladium, mainly on the SiO2 surface. Consequently, low palladium dispersions were found. The adsorption of CO and NO showed that, in the bimetallic catalysts, Mo atoms are located over Pd atoms and that exists an effective interaction between Pd and Mo atoms. All the catalysts studied were active in the NO decomposition reaction, Mo- Pd/Al2O3/SiO2 and Mo-Pd/Al2O3/MCM-41 catalysts being the most selective to N2. The Mo monometallic catalysts were not efficient for NO decomposition. In the catalytic reduction reaction of NO by CO the products formed were CO2, N2O and NH3. The NO and CO conversions were higher when the reaction temperature was increased. Consequently, higher quantities of NH3 were observed and isocyanate species were not detected. On the catalysts surface, moreover CO2 and N2O adsorbed, íon ammonium were observed too. Generally, the NO and CO conversions increased with the temperature. The Mo, in the bimetallic catalysts, did not improve significantly the catalysts activity. The instability of ALPO and SAPO structures turned these supports inappropriate for use in the NO decomposition reaction, in the experimental conditions of this work.

O presente trabalho retrata o estudo realizado para a eliminação dos compostos de nitrogênio, NOx,,a partir de fontes antropogênicas usando a decomposição direta sobre catalisadores monometálicos de paládio e bimetálicos de paládio/cobre e paládio/molibdênio suportados na zeólita mordenita. A síntese de uma das mordenitas utilizadas foi avaliada com o emprego de uma fonte alternativa de Si e Al, a argila natural. Os catalisadores foram preparados pelo método de troca iônica para os metais Pd e Cu e pela incorporação de Mo a partir de [Mo(CO)6]. Os catalisadores foram caracterizados através da análise química, área superficial específica, volume de poros, difração de raios-X, refletância difusa na região do ultravioleta e visível, redução com programação de temperatura, quimissorção de hidrogênio, dessorção de NO com programação de temperatura, infravermelho com transformada de Fourier das moléculas de CO e NO adsorvidas e microscopia eletrônica de varredura com espectroscopia de energia dispersiva. As avaliações catalíticas foram realizadas através da reação de decomposição direta do NO em um reator tubular com leito fixo e fluxo contínuo, e foi utilizado como detector um espectrômetro de infravermelho com transformada de Fourier acoplado a uma célula de gás.Os catalisadores de paládio preparados nos suportes sintetizados em laboratório apresentaram atividades similares ao catalisador preparado com a mordenita comercial, porém menores seletividades. Os catalisadores bimetálicos mostraram-se ativos por mais tempo nas condições de reação empregadas. O suporte mordenita apresentou efeito promotor quando comparado com outros suportes. Portanto, catalisadores mono e bimetálicos de paládio apresentaram-se como uma opção para a decomposição direta do NO. / This work presents the results of the research for the removal of nitrogen compounds, NOx, from antropogenic sources using the direct decomposition over monometallic palladium catalysts and bimetallics of palladium / copper and palladium / molybdenum supported in the zeolite mordenite. The synthesis of mordenite was assessed with the use of an alternative source of Si and Al, a natural clay. The catalysts were prepared by the method of ion exchange for Pd and Cu and the incorporation of metalcarbonyl for Mo. The catalysts were characterized by chemical analysis, specific surface area, volume of pores, X-ray diffraction, diffuse reflectance in the ultraviolet-visible region, temperature programmed reduction, hydrogen chemisorptions, NO temperature programmed dessorption, the Fourier transform infrared with adsorbed molecules of CO and NO and with the scanning electron microscopy, electrons energy dispersive analysis. Tests for catalytic activity were made by reaction of direct decomposition of NO in a fixed bed reactor with tubular and continuous flow. The products of reaction were analyzed by Fourier transform infrared detector coupled to a gas cell. The palladium catalysts prepared from the raw material synthesized in the laboratory had similar activities then the catalyst prepared with the commercial mordenite, but poorer selectivities. The bimetallic catalysts were active for longer periods in the reaction conditions employed in this study. The zeolite mordenite presented a promoter effect when compared to other supports. Hence, mono and bimetallics catalysts of palladium are an option for the direct decomposition of NO.