Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O biogás é um produto originado a partir da digestão anaeróbia de matéria orgânica que possui, principalmente, metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), sulfeto de hidrogênio (H2S) e vapor de água entre outros em menor quantidade. Para estes gases, procura-se otimizar o processo para aumentar a quantidade de metano e reduzir as de dióxido de carbono e sulfeto de hidrogênio. O gás CO2 reduz o poder de combustão do biogás e o H2S é altamente corrosivo, danificando equipamentos e tubulações. Atualmente, diversas tecnologias vêm sendo empregadas para o tratamento e a purificação do biogás e, dentre elas, se destacam as que utilizam o princípio da absorção em líquidos. O objetivo desta pesquisa foi avaliar a eficiência de remoção de CO2 e de H2S com diferentes soluções absorvedoras e compará-las em um estudo de viabilidade técnica para cenários específicos. As soluções absorvedoras utilizadas foram: água ultrapura, gás ozônio (O3) solubilizado em água, solução com hidróxido de sódio (NaOH), solução com hidróxido de cálcio (Ca(OH)2), solução contendo ferro complexado com ácido etilenodiaminotetraacético (Fe/EDTA) e um biofertilizante de um biodigestor anaeróbio alimentado com biomassa da suinocultura. Todos esses testes foram realizados em condições de temperatura e pressão ambientes. Para os ensaios em batelada com as soluções de água ultrapura, gás ozônio solubilizado em água, solução de NaOH (0,5 mol.L-1), solução de CaOH2 (0,250 mol.L-1) e solução de Fe/EDTA foi utilizado um biogás proveniente de um biodigestor de uma agroindústria. Para os ensaios com o biofertilizante foi utilizado um biogás sintético. Para a determinação de condições ótimas de tratamento com a solução de Fe/EDTA, foi utilizado um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) em que se avaliou a concentração de Fe/EDTA da solução e o pH. Em um segundo DCCR, avaliou-se o efeito da regeneração da solução sobre o tempo de saturação com H2S. No estudo de tratamento de biogás com o biofertilizante foi aplicado um Delineamento Composto Central (DCC) para verificar o efeito da concentração de biofertilizante e pH sobre o tempo de saturação da solução e eficiência na remoção de CO2 e H2S do biogás. Os resultados indicaram que a solução contendo o gás ozônio solubilizado não apresentou efeito significativo para o tratamento de biogás quando comparado com a água ultrapura. Quando comparadas as soluções alcalinas, a solução com NaOH apresentou alta eficiência na remoção, em média, de CO2 (83,98%) e H2S (100%) do biogás, sendo que a solução de Ca(OH)2, indicou menor eficiência na remoção de CO2 (30,1%) com remoção de 100% de H2S. Os resultados dos ensaios com biofertilizante in natura indicaram uma eficiência de remoção de, em média, 50% de CO2 e 90% de H2S, sendo que os ensaios de otimização indicaram que a variação do pH não altera consideravelmente a remoção de CO2, com maior remoção de H2S em pH alcalino. O estudo com as soluções de Fe/EDTA indicou que o pH tem influência direta sobre o tempo de saturação da solução com H2S em soluções regeneradas e recém preparadas. Este estudo possibilitou avaliar o desempenho destas soluções no tratamento de biogás e sua viabilidade técnica gerando um conhecimento mais aprofundado que permite avaliar sua aplicabilidade em escala real. / Biogas is a product originated from the anaerobic digestion of organic matter that has, mainly, methane (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S) and steam, among others in smaller quantity. For these gases, it is sought to optimize the process to increase the amount of methane and to reduce those of carbon dioxide and hydrogen sulfide. CO2 gas reduces the combustion power of biogas and H2S is highly corrosive, damaging equipment and piping. Currently, several technologies have been used for the treatment and purification of biogas and among them are those that use the principle of absorption in liquids. The objective of this research was to evaluate the efficiency of CO2 and H2S removal with different absorber solutions and to compare them in a technical feasibility study for specific scenarios. The absorber solutions used were: ultrapure water, ozone gas (O3) solubilised in water, solution with sodium hydroxide (NaOH), solution with calcium hydroxide (Ca(OH)2), solution containing iron complexed with ethylenediaminetetraacetic acid (Fe/EDTA) and a biofertilizer from an anaerobic biodigestor fed with swine biomass. All these tests were performed under room temperature and pressure conditions. For the batch tests with the solutions of ultrapure water, water solubilized ozone gas, NaOH solution (0.5 mol.L-1), Ca(OH)2 solution (0.250 mol.L-1) and Fe/EDTA solution was used a biogas from an agroindustry biodigester. For the biofertilizer trials a synthetic biogas was used. For the determination of optimal treatment conditions with the Fe/EDTA solution, a Rotational Central Compound Design (DCCR) was used in which the Fe/EDTA concentration of the solution and the pH were evaluated. In a second DCCR, the effect of the regeneration of the solution on the saturation time with H2S was evaluated. In the study of biogas treatment with the biofertilizer, a Central Compound Design (DCC) was applied to verify the effect of the concentration of biofertilizer and pH on the saturation time of the solution and efficiency in the removal of CO2 and H2S from the biogas. The results indicated that the solution containing the solubilized ozone gas had no significant effect on the treatment of biogas when compared to ultrapure water. When the alkaline solutions were compared, the solution with NaOH presented a high efficiency in the removal of CO2 (83.98%) and H2S (100%) of the biogas, on average, and the Ca(OH)2 solution indicated lower efficiency in the removal of CO2 (30.1%) with removal of 100% of H2S. The results of the fresh biofertilizer assays indicated a removal efficiency of on average 50% of CO2 and 90% of H2S, and the optimization tests indicated that the pH variation does not change considerably the removal of CO2, with higher removal of H2S at alkaline pH. The study with the Fe/EDTA solutions indicated that the pH has a direct influence on the saturation time of the solution with H2S in regenerated and freshly prepared solutions. This study made it possible to evaluate the performance of these solutions in the treatment of biogas and its technical feasibility, which generates an in depth knowledge that allows to evaluate its applicability in real scale.

Orientador: Luiz Fernando Costa Nascimento / Coorientadora: Andrea Paula Peneluppi de Medeiros / Banca: João Andrade de Carvalho Junior / Banca: Gregório Lorenzo Acácio / Resumo: Este trabalho tem por objetivo avaliar a exposição da gestante aos poluentes do ar em sua somatória de 30, 60 e 90 dias anteriores ao parto, e analisar o efeito desses poluentes sobre o baixo peso ao nascer. Trata-se de estudo longitudinal, com dados todos os nascidos vivos de mulheres residentes no município de São José dos Campos no ano de 2013, excluindo os com peso menor de 500 gramas, os partos ocorridos até 36 semanas e 6/7 de gestação, os partos gemelares e trigemelares, bem como os fetos com mal-formação congênita. A variável dependente, peso ao nascer, foi categorizada como desfavorável ≤ 2500 g e favorável > 2500 g, e as independentes foram idade materna, estado civil, escolaridade, número de consultas e mês do início do pré-natal. Os poluentes do ar analisados foram SO2, PM10, CO, NO2 e O3 com dados acumulados de 30, 60 e 90 dias anteriores ao parto. A análise utilizada foi o modelo de regressão logística hierarquizada em três níveis: distal, intermediário e proximal. Foram 9336 nascidos vivos, sendo incluídos 8028 (86,0%) que atenderam aos critérios de inclusão. As variáveis significativas do nível distal foram idade materna e estado civil, do nível intermediário o número de consultas e no proximal a exposição materna ao O3 com 60 dias (OR= 1,10) e 90 dias (OR= 1,12) anteriores ao parto, sendo para o sexo feminino a associação ao O3 se deu no segundo quartil (OR = 1,61) e no quarto quartil (OR = 1,16) e para o sexo masculino com 90 dias no terceiro quartil (OR = 1... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The purpose of this study is to evaluate the exposure of pregnant women to air pollutants in their sum of 30, 60 and 90 days prior to birth, and to analyze the effect of these pollutants on low birth weight. This is a longitudinal study, with data on all live births of women living in the São José dos Campos City in 2013, excluding newborns under 22 complete weeks of gestation and those weighing less than 500 g, births under to 36 weeks and 6/7, twin and trigeminal gestations, and fetuses with congenital malformation. The dependent variable was birth weight and was categorized as unfavorable ≤ 2500 g and favorable> 2500 g, and the independent variables were maternal age, marital status, schooling, number of prenatal visits and month of prenatal initiation. The air pollutants analyzed were SO2, PM10, CO, NO2 and O3 with cumulative data of 30, 60 and 90 days prior to labor. The analysis used was the hierarchical logistic regression model at three levels: distal, intermediate and proximal. There were 9336 live births and 8028 (86.0%) that filed the inclusion criteria. The significant variables of the distal level were maternal age and marital status, at the intermediate level the number of prenatal visits. In the proximal level the maternal exposure to O3 with 60 days (OR = 1.10) and 90 days (OR = 1.12) prior to delivery, being to females sex the association of the O3 was in the second quartile (OR = 1.61) and in the fourth quartile (OR = 1.16) and for males sex with 90 days in the third quartile (OR = 1, 35). This study allowed the identification of the association only with the exposure of the pregnant woman to the O3 for the accumulated 60 and 90 days before delivery with low birth weight, and for the other pollutants there was no statistical significance / Mestre

Aerosols are either emitted directly into the atmosphere or are generated in the atmosphere; the latter process forms secondary organic aerosol (SOA). One of the important sources for SOA is the oxidation of volatile organic compounds (VOCs) by OH radicals, NOx, and O3. Aerosol can be visualized as suspended solid or liquid particle which is in equilibrium with surrounding gases. The products of SOA formation is a mixture of semi volatile organic compounds and a fraction of the products are condensable under atmospheric conditions. The condensable portion of aerosol is called particulate matter (PM) and these suspended particles can range in diameter from a few nanometers to microns. PM can impact climate through direct and indirect radiative forcing and can degrade air quality by reducing visibility and causing detrimental health effects. SOA can also form indoors, which also contributes to the health risk of PM. The severe impact of PM on human health and climate drives the scientific community to investigate the volatile organic compounds (VOCs) and their potential to form SOA, as well as the factors that alter the efficiency of SOA generation and the type of products. In a similar pursuit, the focus of this dissertation is the investigation of the SOA precursors that are emitted from trees and how they vary as a function of insect infestation. Also, the role of mixtures of VOCs as SOA precursors are investigated; commercial and lab made VOC mixtures are studied for SOA generation, product analysis, and absorption characteristics of aged SOA. Chapter 1 introduces PM, VOCs present in atmosphere, SOA generation, and speciation of products generated from the ozonolysis of VOCs. The impact of PM on human health and climate are summarized. A literature survey on the VOCs that are precursors to SOA and present in the outdoor and indoor environment is presented along with factors that may lead to variability in amount of VOCs. SOA generation from direct plant emissions and consumer products is surveyed. These studies show that VOC oxidation generate SOA which is important in the atmosphere due to climate and health effects and indoors due to health effects. A summary of SOA phase partitioning theories, the reaction mechanism for the formation of products from ozonolysis of the dominant biogenic SOA precursors (monoterpenes), and the factors that affect SOA generation is presented. Chapter 2 summarizes the results obtained from a field study assessing the impact of bark beetle infestation on SOA precursor emissions from forests in the Western United States. Samples of VOCs were collected by our collaborators from healthy and bark beetle infested trees using scent traps. We solvent extracted and analyzed by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) nearly four hundred scent traps. An increase in the total and the individual VOCs emitted by infested trees was measured. A statistical analysis shows significant differences between the emissions from infested and healthy trees. A perspective is provided on potential impact of bark beetle infestation on regional SOA. The majority of the laboratory experiments for SOA generation have focused on individual VOCs as the single SOA precursor. However, as demonstrated in Chapter 2 for example, in a real environment multiple VOCs co-exist. Multiple SOA precursors undergo concurrent oxidation reactions, and it is not known if the products from concurrent oxidation of multiple precursors are the same as the sum of the products from individual SOA precursors. Mass closure analysis of field samples show that a significant fraction of the chemical identity of organic PM is unknown, but the chemistry impacts the toxicity of PM. Hence, it is important to understand SOA formation from realistic SOA mixtures. Chapter 3 describes the results of the SOA generation by ozonolysis of limonene and VOC mixtures containing limonene. We use an additive approach for building a surrogate VOC mixture close in composition to a commercially-available mixture. The yield of PM as a function of VOC precursor mixture was measured with respect to VOC composition using smog chamber SOA generation and scanning mobility particle sizing. PM in the chamber was collected onto filters and extracted, and the individual products of SOA were identified and quantified by GC/MS. The condensed-phase SOA products generated during these experiments for different VOC mixtures are compared. In Chapter 4, condensed-phase products sampled from SOA generated by the ozonolysis of α pinene and VOC mixtures containing α pinene, including two fir needle essential oils, are studied by extracting filter samples and analyzing the extracts by GC/MS. The products generated from VOC mixtures are characteristic of the most dominant VOC present in the mixture i.e. either limonene or α pinene. Some mixtures show the generation of new products which are not observed for corresponding individual VOC ozonolysis and hence can be used as marker for the corresponding VOC mixture. The distribution of α-pinene SOA products changes as the composition of the SOA precursor mixture changes. In Chapter 5, the UV visible absorption characteristics of ammonium ion aged SOA are discussed. Ammonium ion aging of aerosol leads impacts the radiative properties of aerosol and has the potential to impact aerosol's role in climate change. Filter samples containing SOA generated from two mixtures with different dominant monoterpenes (α-pinene-based Siberian fir needle oil and a limonene-based air freshener) were extracted. The absorption coefficients of the extracts were measured as a function of ammonium ion aging time using UV-visible absorption spectrometry. The conclusions from all above chapters are summarized in Chapter 6.

Esta tese tem como objetivo analisar a eficiência de um sistema de tratamento de efluentes gerados na lavagem de aeronaves agrícolas e pelo descarte dos agrotóxicos não utilizados na aplicação aérea. O sistema é composto por piso de lavagem impermeabilizado, tanque de decantação, sistema de oxidação por ozônio e leito de volatilização. Esta pesquisa foi dividida em duas fases. Na Fase 1, acompanhou-se as campanhas de aplicações aéreas, coletando-se dados como: quantidade de efluente gerado, de água consumida e os agrotóxicos utilizados a fim de gerar informações para o experimento proposto e conhecer o impacto ambiental da aplicação aérea de agrotóxicos. O consumo médio de água foi de 112,8L e a produção de efluente foi de 132,8L, por lavagem. Na Fase 2, realizaram-se análises físicas e químicas, da concentração e da carga dos princípios-ativos dos agrotóxicos do efluente, nas etapas do sistema de tratamento. O efluente foi submetido a duas taxas distintas de ozônio, 1,0 e 2,0 g de O3/hora, para avaliar o grau de degradação pela diferença de concentração.O sistema reduziu as concentrações de Piraclostrobina do efluente em 97%, Epoconazole 98,1%, Imazetapir 92,4%, Imazapic 91,8% e Flufenoxuron 82,8%, para taxa de 1,0 g de O3/hora; e para 2,0 g reduziu a concentração de Piraclostrobina em 85,1%, de Epoconazole 97,1%, Imazetapir 97,1%, Imazapic 94,7% e Flufenoxuron 86,0 %. Com a redução da carga a partir da Amostra 1 (sem o efeito do C.O.), constatou-se redução de Piraclostrobina em 90,8%, de Epoconazole 73,0%, Imazetapir 69,1%, Imazapic 71,5% e Flufenoxuron 44,8%, para taxa de 1,0 g de O3/hora ; e para 2,0 g houve redução de Piraclostrobina em 50,3%, de Epoconazole 59,3%, Imazetapir 80,7%, Imazapic 82,4% e Flufenoxuron 63,2. A Demanda Química de Oxigênio do efluente dos agrotóxicos após completar o tratamento apresentou valores acima do permitido para lançamento no meio ambiente, pela legislação ambiental, principalmente a Resolução CONSEMA 128/2006 que limita em 400 mg de O2/L para vazões inferiores a 20 m3/dia. O Cascade com DQO igual a 2.165,00 mg de O2/L, o Opera 4.191 mg de O2/L, e o Only com 668,50 mg de O2/L. O sistema de tratamento funcionou diminuindo a concentração e a carga dos agrotóxicos e reteve o produto final do tratamento, atendendo as legislações agrícolas e ambientais, e as características econômicas e técnicas das empresas de aviação agrícola. / This thesis aims to analyze the efficiency of a system for treating wastewater generated by the washing of agricultural aircraft and the disposal of unused pesticides in aerial application. The system consists of waterproof floor washing, settling pit tank, oxidation system using ozone and volatilization bed. This study was divided into two phases. In Phase 1, followed up campaigns of aerial applications, collecting data such as: amount of effluent generated, water consumed and the pesticides used to generate informations for the proposed study and know the environmental impact of aerial application of pesticides.The average water consumption was 112.8 L and the production of effluent was 132.8 L by washing.In Phase 2, were done physical and chemical analysis, concentration and charge of the active principles of pesticides in the effluent, in the steps of treatment system.The effluent was subjected to two distinct rates of ozone, 1.0 and 2.0 g O3/hour to assess the degree of degradation by the difference of concentration.The system reduced concentrations of Pyraclostrobin of the effluent in 97%, Epoconazole 98.1%, Imazethapyr 92.4%, Imazapic 91,8% and Flufenoxuron 82.8% for the rate of 1.0 g O3/hour, and to 2.0 g reduced Pyraclostrobin concentration in 85.1% , Epoconazole 97.1%, Imazethapyr 97.1%, Imazapic 94.7% and Flufenoxuron 86.0%.With the reduction of the load from the Sample 1 (without the effect of Sample C.O.), it was found that there was a reduction of Pyraclostrobin in 90.8%, Epoconazole 73.0%, Imazethapyr 69.1%, Imazapic 71,8% and Flufenoxuron 44.8% to rate O3/ hour 1.0 g, and for 2.0 g Pyraclostrobin decreased 50.3%, Epoconazole 59.3%, Imazethapyr 80.7%, Imazapic 82.4% and Flufenoxuron 63.2%. The Chemical Oxygen Demand of effluent pesticides after completing treatment showed values above allowed to release into the environment legislation, especially CONSEMA Resolution 128/2006 limiting at 400 mg O2/L for flows less than 20 m3/day. Cascade equals 2165.00 with COD mg O2/L, Opera 4191 mg O2/L, and Only with 668.50 mg O2/L. The treatment system worked decreasing the concentration and the load of pesticides and retained the final product of the treatment, given the agricultural and environmental legislation, and the economic and technical characteristics of agricultural aviation companies.

Tratamentos de descontaminação pós-processamento podem ser adotados como medida complementar às Boas Práticas de Fabricação e Análise de Perigos e Pontos Críticos de Controle no processo de abate para diminuir a presença de bactérias patogênicas. O objetivo deste estudo foi testar a eficácia antimicrobiana do ozônio aplicado em carcaças suínas durante o armazenamento na câmara fria. Foi conduzido um experimento em cinco blocos consecutivos que incluíram dois tratamentos: grupo controle (T1) constituído por oito carcaças suínas submetidas ao resfriamento (16 horas a 3°C); grupo tratamento (T2) oito carcaças suínas submetidas a dois períodos de quatro horas de aplicação de até 5 ppm de ozônio durante o período de resfriamento (16 horas a 3°C). Para geração do ozônio foi utilizado um equipamento comercial (Alvap®) com cronômetro e medidor de concentração acoplados. A aplicação do ozônio foi iniciada logo após o fechamento da câmara fria. A superfície das carcaças alocadas em cada um dos grupos de tratamento foi amostrada antes e após o período de 16 horas de resfriamento. As amostras foram analisadas quanto à contagem de mesófilos aeróbios totais e presença de Escherichia coli, Salmonella sp. e Listeria sp. Isolados de Salmonella sp. e Listeria monocytogenes foram caracterizados por Eletroforese de Campo Pulsado. As médias de mesófilos aeróbios totais não diferiram significativamente (p>0,05) no grupo T1, antes e depois do resfriamento; enquanto no grupo T2 houve redução significativa (p<0,05) após o tratamento. A pesquisa de Salmonella sp. e E. coli demonstrou aumento significativo (p<0,05) no número de carcaças positivas após o resfriamento no grupo T1, enquanto não houve diferença significativa (p>0,05) no grupo T2 após o tratamento. Os isolados de Salmonella sp. foram identificados como pertencentes aos seguintes sorovares: S. Derby (7), S. Typhimurium (2), S. Agona (10) e Salmonella O:4,5 (1). Todos os sorovares, exceto o último, foram encontrados tanto no grupo T1 quanto no grupo T2. Pulsotipos de S. Agona e S. Derby foram encontrados em carcaças pertencentes ao mesmo bloco do grupo T1, antes e após o resfriamento. Não houve diferença significativa (p>0,05) entre os tratamentos e períodos amostrados na análise de Listeria sp. Nas carcaças positivas, duas espécies foram identificadas: L. inoccua (5) e L. monocytogenes (10). Três pulsotipos foram identificados entre os isolados de L. monocytogenes, sendo que o pulsotipo mais frequente incluiu oito isolados identificados em carcaças do grupo T1 amostradas antes e após o resfriamento. Diante dos resultados obtidos no presente estudo, conclui-se que a aplicação de ozônio na câmara fria, no protocolo testado, foi capaz de reduzir o número de mesófilos aeróbios totais em carcaças suínas, entretanto não foi eficaz na redução de Salmonella sp., Escherichia coli e Listeria sp. / Decontamination post-processing treatments can be adopted as a complementary measure to Good Manufacturing Practices and Hazard Analysis and Points of Critical Control Point in slaughter process to reduce the presence of pathogenic bacteria. The objective of this study was to test the antimicrobial effectiveness of ozone applied in pig carcasses during storage in the cooler. The experiment comprised five consecutive blocks that included two treatments: control group (T1) made up of eight pig carcasses subjected to cooling (16 hours at 3°C); treatment group (T2) with eight pig carcasses subjected to two periods of four hours of application of up to 5 ppm of ozone during the cooling period (16 hours at 3°C). For ozone generation, a commercial equipment (Alvap®) with timer and monitor of concentration coupled was used. The application of ozone was initiated immediately after the closing of the cooler. The surface of the animal carcasses allocated to each treatment group was sampled before and after the 16 hour cooling. The samples were analyzed for total aerobic mesophilic count and presence of Escherichia coli, Salmonella sp. and Listeria sp. Isolates of Salmonella sp. and Listeria monocytogenes were characterized by Pulsed Field Gel Electrophoresis. The average of total aerobic mesophilics did not significantly differ (p>0,05) before and after cooling in T1; while in the T2 group it was significantly reduced (p<0,05) after treatment. Salmonella sp. and E. coli showed a significant increase (p<0,05) in the number of positive carcasses after cooling in the T1 group, while there was no significant difference (p>0,05) in T2 after treatment. Salmonella sp. isolates were identified as belonging to the following serovars: S. Derby (7), S. Typhimurium (2), S. Agona (10) and Salmonella O:4.5 (1). All serotypes, except Salmonella O: 4.5 (1), were found in both groups. Pulsotypes of S. Agona and S. Derb were found in carcasses from a same batch of T1, before and after cooling. There was no significant difference (p>0,05) between treatments and periods of sampling regarding Listeria sp. In positive carcasses, two species were identified: L. inoccua (5) and L. monocytogenes (10). Three pulsotypes were identified among the isolates of L. monocytogenes, whereas the most frequent pulsotype included eight isolates identified in group T1 carcasses sampled before as well as after cooling. It was concluded that the tested protocol of ozone application during the cooling step is able to reduce the number of total aerobic mesophilic on pig carcasses, whereas it is not effective in reducing Salmonella sp., Escherichia coli and Listeria sp.

Aerosols are particles in the solid or liquid phase that are suspended in the atmosphere. They have an important influence on the atmospheric chemistry and physics, affect the tropospheric chemical composition, can reduce visibility and have important impacts on human health. Aerosols also influence the Earth’s radiation budget. Although a lot of research has been done to investigate the influence of aerosols on the climate, they remain key contributors to the uncertainties in current climate studies due to the lack of information concerning their temporal and spatial distribution. One of the parameters that is of importance to understand the influence of aerosols is the aerosol optical depth (AOD), an integral measurement of the combined aerosol scattering and absorption in the atmospheric column. The first part of this PhD describes an adapted and improved method for the retrieval of AOD values using sun scan measurements from a Brewer spectrophotometer at 340 nm at Uccle. The retrieved AOD values are subjected to a cloud screening technique and are compared to quasi simultaneous, collocated CIMEL AOD values. The good agreement between both instruments highlights that the Brewer is largely sensitive to AOD at 340 nm and it justifies its use in sun scan mode to expand the AOD retrieval network of instruments. The monthly and seasonal behavior of the retrieved AOD values is also studied in this work and our results agree with results found in literature.Another point of concern in scientific communities is the known adverse effect of UV radiation on human health, the biosphere and atmospheric chemistry. Apart from its obvious relation with global solar radiation and ozone, the amount of UV radiation that reaches the surface of the Earth also depends on the characteristics and quantity of aerosols in the atmosphere and accuracy in UV prediction can be improved if the influence of aerosols on surface UV radiation is clarified. For this reason, the second part of this work focuses on the relation between the erythemal UV dose, global solar radiation, total ozone column and AOD (at 320 nm) at Uccle. Simultaneous measurements of these variables are available for a time period of 25 years (1991–2015) and this time series is long enough to allow for reliable determination of significant changes. Different analysis techniques (linear trend analysis, change point analysis and multiple linear regression) are combined to allow for an extensive study of the relations between the variables. / Doctorat en Sciences / info:eu-repo/semantics/nonPublished

Compostos farmacêuticos são detectados em diversas matrizes ambientais. Estes compostos, quando não eliminados por técnicas avançadas de tratamento, contribuem para impactos ambientais negativos. Especificamente, efluentes hospitalares apresentam altas concentrações destes compostos principalmente pela excreção por pacientes. Neste contexto, o presente trabalho visa contribuir com a pesquisa científica em relação a efluentes hospitalares no Brasil, propondo alternativas de tratamento com ozônio para a remoção de fármacos. Para atingir o objetivo proposto, foi realizado um diagnóstico em um hospital visando identificar o consumo das principais classes farmacêuticas. A partir deste estudo, desenvolveu-se um planejamento de experimentos para avaliar os parâmetros mais adequados do processo de ozonização para a remoção de cafeína (CAF), amoxicilina (AMX) e ampicilina (AMP) em soluções aquosas. Foram avaliados experimentalmente os processos O3, O3/UV, O3/Fe2+, O3/UV/Fe2+. Investigou-se a influência da concentração inicial de fármaco, do pH, da potência de luz UV aplicada e da concentração inicial de Fe2+ utilizado como catalisador homogêneo. A variável de resposta foi a eficiência de mineralização. Os parâmetros obtidos pelo planejamento experimental foram aplicados para o Atenolol (ATE) e para soluções aquosas contendo a mistura de todos os compostos analisados (CAF, AMX, AMP e ATE). Um estudo cinético para determinação das constantes de reação foi realizado para a cafeína e atenolol. Para avaliar o tratamento com efluente hospitalar, uma caracterização (detecção de compostos farmacêuticos e parâmetros físico-químicos e toxicológicos) foi realizada antes e após o processo que apresentou a melhor eficiência de mineralização. Com o objetivo de extrapolar os estudos realizados e avaliar outros poluentes emergentes, além dos compostos farmacêuticos, realizaram-se experimentos com 90 compostos como drogas de abuso, hormônios e produtos de higiene pessoal que também podem estar presentes em efluentes hospitalares, avaliando a influência do pH e da dosagem de ozônio aplicada. Como principais resultados, os antibióticos e cardiovasculares foram as classes farmacêuticas mais consumidas no hospital. Pelo planejamento de experimentos, observou-se que todos os compostos avaliados foram rapidamente degradados (100% em menos de 15min) e as melhores eficiências de mineralização atingiram 70,8%, 60,4% e 63,6% para CAF, AMX e AMP, respectivamente. O sistema O3/UV/Fe2+ obteve a melhor eficiência de mineralização para o ATE (67,9%) e para a mistura dos compostos (69,5%). O estudo cinético possibilitou o cálculo das constantes cinéticas: kO3 =697,46 M-1 s-1 e kOH = 6,41x109 M-1 s-1 para a cafeína; e kO3 =146,56 M-1 s-1 e kOH = 15,29x109 M-1 s-1 para o atenolol. A eficiência de mineralização para os experimentos com efluente hospitalar atingiu 54,7% para o sistema O3/UV, sendo eficiente para a completa eliminação de diversos compostos farmacêuticos e remoção da toxicidade. Em relação à remoção dos 90 poluentes emergentes, observou-se que 53,3% dos compostos foram completamente degradados utilizando uma razão mMO3/mMC=0,3 em pH neutro. Os resultados encontrados indicam que o presente trabalho contribui para o avanço da pesquisa sobre efluentes hospitalares, pois apresenta uma alternativa de tratamento eficiente para a completa remoção de diversos compostos farmacêuticos, minimizando o impacto negativo destes no meio ambiente. / Pharmaceutical compounds (PhCs) are detected in various environmental matrices. These compounds, whether not eliminated by advanced treatment techniques, contribute to bacterial resistance and negative environmental impacts on water resource. Specifically, hospital wastewaster exhibit high concentrations of these compounds mainly by the excretion by patients. In this context, this paper aims to contribute to scientific research regarding hospital wastewater in Brazil, proposing treatment alternatives by ozone to remove PhCs. To achieve this purpose, it conducted a diagnosis in a hospital to identify the consumption of major pharmaceutical classes. With this result, it developed an experimental design to evaluate the most appropriate parameters of the ozonation process for the removal of caffeine (CAF), amoxicillin (AMX) and ampicillin (AMP) in aqueous solutions. This study evaluated the following processes experimentally: O3, O3/UV, O3/Fe2+ O3/UV/Fe2+. The influence of ozone dose, initial PhCs concentration, pH, power UV light applied and Fe2+ initial concentration used as homogeneous catalyst were investigated. Mineralization efficiency was the response variable. Parameters obtained by the experimental design were applied for Atenolol (ATE) and aqueous solutions containing the mixture of all compounds analyzed (CAF, AMX, AMP and ATE). A kinetic study for the determination of reaction constants was carried out for caffeine and atenolol. To evaluate the hospital wastewater treatment, a characterization (detection of pharmaceutical compounds and physico-chemical and toxicological parameters) was performed before and after the process that showed the best mineralization efficiency. In order to extrapolate the studies and evaluate other emergent pollutants, in addition to pharmaceutical compounds, were conducted experiments with 90 compounds such as illicit drugs, hormones and personal care products, which also may be present in hospital wastewater, evaluating the influence of pH and ozone dosage. Main results showed that antibiotics and cardiovascular were the most consumed pharmaceutical classes in the hospital. For the design of experiments, it was observed that all the evaluated compounds were rapidly degraded (100% in less than 15 minutes) and the best mineralization efficiency reached 70.8%, 60.4% and 63.6% for CAF and AMX AMP, respectively. The system O3/UV/Fe2+ obtained the best mineralization efficiency for ATE (67.9%) and mixture of compounds (69.5%). The kinetic study allowed the determination of the kinetic constants: kO3 = 697.46 M-1 s-1 and kOH = 6.41x109 M-1 s-1 for caffeine; and kO3 = 146.56 M-1 s-1 and kOH = 15.29x109 M-1 s-1 for atenolol. Mineralization efficiency for hospital wastewater experiments reached 54.7% by the system O3/UV, being efficient for complete elimination of various PhCs and removal of toxicity. Regarding the removal of 90 emergent pollutants, it was observed that 53.3% of the compounds were completely degraded using a ratio mMO3/MMC = 0.3 at neutral pH. The results indicated that this work contributes to the advance of research on hospital wastewater, because it presents an effective alternative treatment for complete removal of various pharmaceutical compounds, minimizing the negative impact on the environment.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Com cada vez mais intenso desenvolvimento urbano e industrial, atualmente um desafio fundamental é eliminar ou reduzir o impacto causado pelas emissões de poluentes para a atmosfera. No ano de 2012, o Rio de Janeiro sediou a Rio +20, a Conferência das Nações Unidas sobre Desenvolvimento Sustentável, onde representantes de todo o mundo participaram. Na época, entre outros assuntos foram discutidos a economia verde e o desenvolvimento sustentável. O O3 troposférico apresenta-se como uma variável extremamente importante devido ao seu forte impacto ambiental, e conhecer o comportamento dos parâmetros que afetam a qualidade do ar de uma região, é útil para prever cenários. A química das ciências atmosféricas e meteorologia são altamente não lineares e, assim, as previsões de parâmetros de qualidade do ar são difíceis de serem determinadas. A qualidade do ar depende de emissões, de meteorologia e topografia. Os dados observados foram o dióxido de nitrogênio (NO2), monóxido de nitrogênio (NO), óxidos de nitrogênio (NOx), monóxido de carbono (CO), ozônio (O3), velocidade escalar vento (VEV), radiação solar global (RSG), temperatura (TEM), umidade relativa (UR) e foram coletados através da estação móvel de monitoramento da Secretaria do Meio Ambiente (SMAC) do Rio de Janeiro em dois locais na área metropolitana, na Pontifícia Universidade Católica (PUC-Rio) e na Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) no ano de 2011 e 2012. Este estudo teve três objetivos: (1) analisar o comportamento das variáveis, utilizando o método de análise de componentes principais (PCA) de análise exploratória, (2) propor previsões de níveis de O3 a partir de poluentes primários e de fatores meteorológicos, comparando a eficácia dos métodos não lineares, como as redes neurais artificiais (ANN) e regressão por máquina de vetor de suporte (SVM-R), a partir de poluentes primários e de fatores meteorológicos e, finalmente, (3) realizar método de classificação de dados usando a classificação por máquina de vetor suporte (SVM-C). A técnica PCA mostrou que, para conjunto de dados da PUC as variáveis NO, NOx e VEV obtiveram um impacto maior sobre a concentração de O3 e o conjunto de dados da UERJ teve a TEM e a RSG como as variáveis mais importantes. Os resultados das técnicas de regressão não linear ANN e SVM obtidos foram muito próximos e aceitáveis para o conjunto de dados da UERJ apresentando coeficiente de determinação (R2) para a validação, 0,9122 e 0,9152 e Raiz Quadrada do Erro Médio Quadrático (RMECV) 7,66 e 7,85, respectivamente. Quanto aos conjuntos de dados PUC e PUC+UERJ, ambas as técnicas, obtiveram resultados menos satisfatórios. Para estes conjuntos de dados, a SVM mostrou resultados ligeiramente superiores, e PCA, SVM e ANN demonstraram sua robustez apresentando-se como ferramentas úteis para a compreensão, classificação e previsão de cenários da qualidade do ar / With increasingly intense urban and industrial development, currently a key challenge is to eliminate or reduce the impact caused by emissions of pollutants into the atmosphere. In the year 2012, the Rio de Janeiro hosted the Rio +20, the United Nations Conference about Sustainable Development, where representatives from around the world participated. At the time, among other issues discussed were the green economy and sustainable development. The tropospheric O3 presents itself as an extremely crucial variable due to its strong environmental impact, and knowing the behavior of the parameters that affect the air quality of a region, is useful for predicting scenarios. The chemistry of atmospheric sciences and meteorology are highly nonlinear and thus the forecasts of air quality parameters are hard to be determined. Air quality depends on emissions, meteorology and topography. The observed data were Nitrogen Dioxide (NO2), Nitrogen Monoxide (NO), Nitrogen Oxides (NOx), Carbon Monoxide (CO), Ozone (O3), Scalar Wind Speed (VEV), Global Solar Radiation (RSG), Temperature (TEM), Relative Humidity (UR) and collected through the mobile station monitoring the Secretaria do Meio Ambiente (SMAC) of Rio de Janeiro City in two places in the metropolitan area at Pontíficia Universidade Católica (PUC-Rio) and the Universidade do Estado do Rio de Janeiro (UERJ) at years 2011 and 2012. This study had three objectives: (1) to analyze the behavior of the variables, using the method of principal components analysis (PCA) of exploratory analysis; (2) propose forecasts of O3 levels from primary pollutants and meteorological factors, comparing the effectiveness of nonlinear methods like as artificial neural networks (ANN) and support vector machine regression (SVM-R), from primary pollutants and meteorological factors and finally, (3) perform data classification method using support vector machine classification (SVM-C). The PCA technique showed that for PUC dataset, variables NO, NOx and VSV have a greater impact on the concentration of O3 and the UERJ data set had the temperature (TEM) and Global Solar Radiation (RSG) as the most important variables. The results from the nonlinear regression techniques ANN and SVM obtained were very closely and acceptable to UERJ dataset presenting coefficient of determination (R2) for validation, 0.9122 and 0.9152 and Root Mean Square Error (RMECV) 7.66 and 7.85, respectively. As for the PUC and PUC + UERJ datasets, both techniques, obtained less satisfactory results. For these datasets, the SVM proved results slightly higher, and PCA, SVM and ANN had demonstrated their robustness presenting themselves as useful tools for understanding, classification and prediction scenarios for air quality

Orientadora: Profa. Dra. Silvia Ribeiro de Souza / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2017. / As plantas possuem mecanismos de defesas que sao classificados como diretos e indiretos, ativando varias vias de respostas. As defesas diretas estao presentes constitutivamente nas plantas e podem estar relacionadas com o sistema antioxidante que possui componentes tais como glutationa oxidada (GSSH), glutationa reduzida (GHS), acido ascorbico (AA) e acido dehidroascorbico (DHA) que agem na manutencao do balanco oxi/antioxidante das plantas, visando minimizar os danos no sistema celular. As defesas indiretas estao relacionadas com as interacoes ecologicas e sao atribuidas aos compostos organicos volateis (COV) que podem combater o ataque de herbivoros e patogenos mediando as interacoes troficas. A ativacao das defesas ocorre quando as plantas estao expostas ao agente agressor. Dentre os varios agentes, destaca-se ozonio, por ser um poluente fitotoxico que promove estresse oxidativo e danos celulares. Nesse sentido, o presente trabalho tem o objetivo de verificar se o ozonio, e capaz de alterar as defesas quimicas diretas e indiretas de individuos de Croton floribundus e Pipitadenia gonoacantha estudadas em situacao isolada e combinada. Experimentos foram realizados em condicoes controladas e plantas foram expostas a 100 ppb de ozonio em situacao isolada e combinada. As exposicoes ocorreram durante 7 dias por 5 horas. Determinou-se os niveis dos antioxidantes acido ascorbico e glutationa por meio da espectroscopia UV-vis. Os valores dos pares AA/DHA e GHS/GSSH foram comparados com o potencial redox de cada par, obtido para as formas reduzidas/oxidadas pela equacao de Nernst. Os COV foram quantificados por cromatografia gasoasa acoplada a espectroscopia de massas. Os resultados obtidos mostraram que para as defesas diretas, a especie P.gonoacantha nao apresentou diferencas entre os tratamentos ar filtrado (AF) e ar filtrado enriquecido com ozonio (AF+O3) e entre as situacoes (isolada e combinada). Ja C.floribundus apresentou diferencas entre os tratamentos dos potenciais redox AA/DHA e GHS/GSSH na situacao combinada, mesmo assim a dose de ozonio aplicada nao foi capaz de promever danos oxidativos graves. No entanto, as defesas indiretas apresentaram emissao e inibicao de alguns compostos na presenca de ozonio. C.floribundus, em situacao isolada induziu os compostos Hexanal e 1-Hexanol,2-etil, ¿À-Felandreno, Cariofileno, cis-¿À-Farneseno, ¿¿-Muuroleno e (-) Spatulenol, enquanto que na situacao combinada apenas os compostos 3-Hexanal,1 ol (z) e o MeSa foram induzidos, os demais compostos foram inibidos na presenca do ozonio. Ja P.gonoacantha apresentou uma emissao maior de compostos na situacao isolada do que na combinada. Na situacao combinada houve majoritariamente a inducao de um sesqueterpeno nao identificado e do ¿À-Ocimeno. Esses compostos foram considerados como marcadores da coexistencia entre esssas duas especies. / Plants have mechanisms of defenses that are classified as direct and indirect, activating several response pathways. Direct defenses are constitutively present in plants and may be related to the antioxidant system that has components such as oxidized glutathione (GSSG), reduced glutathione (GSH) and ascorbic acid (AA) and dehydroascorbic acid (DHA), acting in the pro-antioxidant balance, minimizing damages in the cellular system. Indirect defenses are related to ecological interactions and are attributed to volatile organic compounds (VOCs) that can be against the attack of herbivores and pathogens mediater in the trophic interactions. Activation of defenses occurs when plants are exposed to the stressor agent. Among several agents, ozone stands out because it is a phytotoxic pollutant that promotes oxidative stress and cellular damage. In this sense, the present work has the objective of verifying that the ozone is capable of altering the direct and indirect chemical defenses of individuals of Croton floribundus and Pipitadenia gonoacantha studied in an isolated and combined situation. Experiments were carried out under controlled conditions and plants were exposed to 100 ppb of ozone in an isolated and combined situation. Exposures occurred for 7 days for 5 hours. The levels of the antioxidants ascorbic acid and glutathione were determined by UV-vis spectroscopy. The values of the DHA/AA and GSH / GSSGpairs were compared with the redox potential of each pair, obtained for the reduced / oxidized forms by the Nernst equation. The VOCs were quantified by gas chromatography coupled to mass spectroscopy. The results showed that the P.gonoacantha species did not indicate any differences between the treatments (AF) and filtered air enriched with ozone (AF + O3) and between situations (isolated and combined). C.floribundus presented differences between treatments of redox DHA/AA and GSH / GSSG potentials in the combined situation, even though the dose of ozone applied was not able to promise serious oxidative damages. However, the indirect defenses showed emission and inhibition of some compounds in the presence of ozone. C.floribundus, in the isolated situation induced the compounds Hexanal and 1-Hexanol, 2-ethyl, â-Felandren, Cariophilene, cis-â-Farnesene, á-Muurolene and (-) Spatulenol, whereas in the combined situation only compounds 3 -Hexanal, 1 ol (z) and MeSa were induced, the other compounds were inhibited in the presence of ozone. Already P.gonoacantha presented a greater emission of compounds in the isolated situation than in the combined one. In the combined situation, there was mainly the induction of an unidentified sesqueterpene and â-Ocimene. These compounds were considered as markers of coexistence between these two species.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:38Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-03-29Bitstream added on 2014-06-13T19:11:09Z : No. of bitstreams: 1 farac_rv_me_arafo.pdf: 1835040 bytes, checksum: 8ce4adec47ea9b82faf6b5c365dad5d1 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente estudo avaliou, ex vivo, atividade antimicrobiana do ozônio, associado ao veículo propilenoglicol e ao hidróxido de cálcio em canais radiculares contaminados com Enterococcus faecalis. Foram utilizados 50 dentes humanos unirradiculados, doados pelo Banco de Dentes da Faculdade de Odontologia de Araraquara. Após remoção das coroas dentárias, os canais radiculares foram instrumentados até uma lima endodôntica tipo kerr de número 50, e em seguida, os espécimes foram esterilizados, e os canais radiculares contaminados com E. faecalis e incubados a 37 ± 1°C por 21 dias. Os espécimes foram aleatoriamente divididos em cinco grupos experimentais, de acordo com a medicação utilizada: GI – Ozônio com propilenoglicol (n=11); GII - hidróxido de cálcio com paramonoclorofenolcanforado - PMCC (n=11), GIII – propilenoglicol com pó de hidróxido de cálcio ozonizado (n=11), GIV – grupo controle positivo – não foi colocada nenhuma medicação (n=11) e GV – grupo controle negativo – não foram contaminados (n=6). As coletas foram realizadas coletas após sete e quatorze dias e o crescimento microbiano verificado por meio da contagem de unidades formadoras de colônia (UFC) de E. faecalis. Os resultados que foram submetidos ao teste não paramétrico de Kruskal-Wallis, seguido pelo teste de Dunn e também pelo teste nãoparamétrico de Friedman sendo ambos com um nível de significância de 0,05, mostraram que o propilenoglicol ozonizado e o hidróxido de cálcio com PMCC reduziram estatisticamente o número de bactérias quando comparados ao grupo controle positivo em 7 e 14 dias, não apresentando diferenças estatísticas entre eles; o hidróxido de cálcio ozonizado não reduziu estatisticamente o número de bactérias quando comparados ao grupo controle positivo em 7 e 14 dias e o propilenoglicol ozonizado e o hidróxido de cálcio PMCC não apresentaram diferença... / This study evaluated in vitro bactericidal effect of ozone associated with the vehicle propylene glycol and calcium hydroxide in root canals contaminated with Enterococcus faecalis. It used 50 single-rooted human teeth, donated by the teeth of the Faculty of Dentistry of Araraquara. After removal of dental crowns, root canals were instrumented to an endodontic kerr file number 50, and then the specimens were sterilized, and the root canals contaminated with Enterococcus faecalis and incubated at 37 ± 1 ° C for 21 days. The specimens were randomly divided into five experimental groups, according to the medication used: GI - ozone with propylene glycol (n = 11), group II - calcium hydroxide with paramonoclorofenolcanforado - PMCC (n = 11), GIII – propylene glycol added powder calcium hydroxide ozoized (n=11), GIV - positive control group - was not placed any medication (n = 11) and GV - negative control group - were not infected (n = 6). Microbiological samples were collected after seven and fourteen days and the microbial growth observed at the count of the number of colony forming units of E. faecalis. The results were analyzed using the nonparametric Kruskal-Wallis followed by Dunn's test and also by the non-parametric Friedman and both with a significance level of 0.05, showed that the propylene ozonized and calcium hydroxide with PMCC statistically reduced the number of bacteria when compared to positive control group at 7 and 14 days, calcium hydroxide ozonized not statistically reduced the number of bacteria when compared to positive control group at 7 and 14 days and propylene ozonized calcium hydroxide and CMCP showed no statistically significant differences in bacterial growth at 7 and 14 days.In a descending order of bactericidal action in the two study periods, is calcium hydroxide PMCC, followed by propylene ozonized and ozonized calcium hydroxide