abstract: Petroleum contamination is ubiquitous during extraction, transportation, refining, and storage. Contamination damages the soil’s ecosystem function, reduces its aesthetics, and poses a potential threat to human beings. The overall goals of this dissertation are to advance understanding of the mechanisms behind ozonation of petroleum-contaminated soil and to configure an effective integrated bioremediation + ozonation remedial strategy to remove the overall organic carbon. Using a soil column, I conducted batch ozonation experiments for different soils and at different moisture levels. I measured multiple parameters: e.g., total petroleum hydrocarbons (TPH) and dissolved organic carbon (DOC), to build a full understanding of the data that led to the solid conclusions. I first demonstrated the feasibility of using ozone to attack heavy petroleum hydrocarbons in soil settings. I identified the physical and chemical hurdles (e.g., moisture, mass transfer, pH) needed to be overcome to make the integration of chemical oxidation and biodegradation more efficient and defines the mechanisms behind the experimental observations. Next, I completed a total carbon balance, which revealed that multiple components, including soil organic matter (SOM) and non-TPH petroleum, competed for ozone, although TPH was relatively more reactive. Further experiments showed that poor soil mixing and high soil-moisture content hindered mass transfer of ozone to react with the TPH. Finally, I pursued the theme of optimizing the integration of ozonation and biodegradation through a multi-stage strategy. I conducted multi-stages of ozonation and bioremediation for two benchmark soils with distinctly different oils to test if and how much ozonation enhanced biodegradation and vice versa. With pH and moisture optimized for each step, pre-ozonation versus post-ozonation was assessed for TPH removal and mineralization. Multi-cycle treatment was able to achieve the TPH regulatory standard when biodegradation alone could not. Ozonation did not directly enhance the biodegradation rate of TPH; instead, ozone converted TPH into DOC that was biodegraded and mineralized. The major take-home lesson from my studies is that multi-stage ozonation + biodegradation is a useful remediation tool for petroleum contamination in soil. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Civil, Environmental and Sustainable Engineering 2018

abstract: The influence of climate variability and reclaimed wastewater on the water supply necessitates improved understanding of the treatability of trace and bulk organic matter. Dissolved organic matter (DOM) mobilized during extreme weather events and in treated wastewater includes natural organic matter (NOM), contaminants of emerging concern (CECs), and microbial extracellular polymeric substances (EPS). The goal of my dissertation was to quantify the impacts of extreme weather events on DOM in surface water and downstream treatment processes, and to improve membrane filtration efficiency and CECs oxidation efficiency during water reclamation with ozone. Surface water quality, air quality and hydrologic flow rate data were used to quantify changes in DOM and turbidity following dust storms, flooding, or runoff from wildfire burn areas in central Arizona. The subsequent impacts to treatment processes and public perception of water quality were also discussed. Findings showed a correlation between dust storm events and change in surface water turbidity (R2=0.6), attenuation of increased DOM through reservoir systems, a 30-40% increase in organic carbon and a 120-600% increase in turbidity following severe flooding, and differing impacts of upland and lowland wildfires. The use of ozone to reduce membrane fouling caused by vesicles (a subcomponent of EPS) and oxidize CECs through increased hydroxyl radical (HO●) production was investigated. An "ozone dose threshold" was observed above which addition of hydrogen peroxide increased HO● production; indicating the presence of ambient promoters in wastewater. Ozonation of CECs in secondary effluent over titanium dioxide or activated carbon did not increase radial production. Vesicles fouled ultrafiltration membranes faster (20 times greater flux decline) than polysaccharides, fatty acids, or NOM. Based upon the estimated carbon distribution of secondary effluent, vesicles could be responsible for 20-60% of fouling during ultrafiltration and may play a vital role in other environmental processes as well. Ozone reduced vesicle-caused membrane fouling that, in conjunction with the presence of ambient promoters, helps to explain why low ozone dosages improve membrane flux during full-scale water reclamation. / Dissertation/Thesis / Ph.D. Civil and Environmental Engineering 2014

A ozonioterapia tem sido descrita como uma alternativa de tratamento para várias doenças por intervir possivelmente de forma favorável na reparação tecidual. A proposição desta pesquisa foi analisar os efeitos biológicos do ozônio diluído em água no processo de reparação tecidual, empregando duas concentrações diferentes. Foram realizadas feridas dérmicas padronizadas, com a utilização de punch, para excisão de fragmento da pele, com 5mm de diâmetro e profundidade, no dorso de 48 ratos. Os animais foram divididos em quatro grupos, conforme o tratamento realizado: em um grupo as feridas foram irrigadas com água ozonizada na concentração de 4ppm (GO3>), em outro foi utilizada água ozonizada na concentração de 1ppm (GO3<), no grupo controle positivo a água empregada não foi ozonizada (Gágua) e no controle negativo as lesões não receberam tratamento (Gnada). As irrigações foram realizadas durante dez minutos no trans-operatório e durante cinco minutos no pós-operatório diário, e os animais foram sacrificados nos períodos de 2, 7 e 14 dias. Nestes momentos, as feridas foram fotografadas para avaliação macroscópica, sendo que as imagens foram analisadas por software de morfometria (ImageLab2000®), e os espécimes foram processados para avaliação microscópica, em análise histomorfológica, histomorfométrica (por meio do mesmo software) e imunoistoquímica para anticorpo colágeno tipo-I e anti-actina. Todos os dados foram submetidos a estudo quantitativo e os obtidos pelo software também a estudo estatístico (Teste de Hipótese de Wilcoxon). Os resultados morfométricos demonstraram que, em 7dias, entre todos os grupos irrigados, o GO3< apresentou maior redução da área e que, no último período de observação, o GO3> apresentou contração da ferida mais regular, com diferenças estatisticamente significantes em comparação aos outros grupos. No período inicial de observação, a análise histomorfológica revelou que os GO3> e GO3< apresentaram expressão mais intensa do processo inflamatório, do que o grupo controle positivo, e demonstraram maior produção de matriz colagênica. No último período, em ambas análises histológicas, o GO3> e Gnada apresentaram de forma mais expressiva as características histológicas do tecido de granulação em formação, como expressão mais intensa de síntese de colágeno e formação de matriz colagênica mais organizada. As análises imunoistoquímicas revelaram que a marcação do colágeno tipo-I foi regular para todos os grupos, e que os grupos irrigados com água ozonizada apresentaram maior número de miofibroblastos. Provavelmente a capacidade do ozônio em interferir em reações bioquímicas celulares, bem como a maior quantidade de oxigênio proveniente da água ozonizada, podem estar relacionados aos eventos observados à reparação tecidual, que podem ser interpretados como favoráveis dependendo da situação clínica. Os resultados desta pesquisa sugeriram atuação do ozônio diluído em água na reparação das lesões teciduais, de forma dependente da dose, com possível favorecimento ao fechamento tecidual e provável estímulos inflamatórios e reparadores que favoreceram a síntese de tecido, sem produzir efeito tóxico ou prejudicial. / The ozone therapy has been described as an alternative treatment for many diseases due to its action on tissue healing. The purpose of this research was to analyze the biological effects of ozonized water, in two different concentrations, on tissue healing. Standard dermical wounds were made with a punch to excise a skin fragment with 5 millimeters diameter and depth, in the back of 48 rats. The animals were divided in four groups according to treatment: in one group the wounds were irrigated with ozonized water at 4ppm (GO3>), in other group the wounds were irrigated with ozonized water at 1ppm (GO3<), in the positive control the water was not ozonized (Gwater) and in the negative control the wound did not received any treatment (Gnoun). The irrigations were realized during ten minutes in the transoperative time and daily, during five minutes, in the post-operative period. The animals were sacrificed on days 2, 7, and 14 following the procedure. At the time of sacrifice, the wounds were photographed to macroscopic assessment. The images were analyzed by morphometry software (ImageLab2000®) and the specimen were processed for microscopic, histomorfologic and histomorfometric (by the same software) analysis, and also for immunohistochemistry with antibody collagen type-I and anti-actyn. All data were submitted to quantitative analysis and the data got by the software were also submitted to statistic analysis (Wilcoxon Test). The morphometric analysis demonstrated that, in 7 days, among all groups, the GO3< group showed a bigger area reduction, and in the last period (14 days), the GO3> group showed more regular wound contraction; with statistically significant differences in comparison with the others groups. In the last period, the GO3> group showed a better shape factor (relation between area and perimeter) with statically significant differences in comparison to others groups. In the initial period of observation (2 days), the histomorphologic analysis revealed that the GO3> and GO3< groups showed more intense expression of inflammatory process than the positive control group, and also demonstrated increased production of collagen matrix. In the last period, for both histologic analyses, the GO3> e Gnoun showed more evident features of healing process, as such more intense expression of fibrils collagen and collagen matrix synthesis. The immunohistochemistry studies revealed that the collagen type-I scoring was regular for all groups and that the irrigated groups with ozonized water showed a higher number of miofibroblasts. Probably, the ozones capacity to interfere in biochemistry cellular reactions, as well the high oxygen quantity originated from ozonized water, may be related to tissue healing events, that may be favorable for some clinical situation. These results suggest that the ozonized water acts on tissue repair, in a dose dependent way, contributing to wound contraction and to tissue synthesis, without toxic effect.

O presente estudo visa à análise comparativa do desempenho dos modelos de estatística multivariada Multi-layer Perceptron Neural Networks, Random Forests e Support Vector Machine na previsão de máxima concentração diária de ozônio na baixa atmosfera na Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), caracterizada pela alta concentração de habitantes e intensa atividade econômica, onde a qualidade do ar é afetada principalmente por episódios de altos níveis de ozônio. Foram aplicados tanto modelos de regressão quanto de classificação. Nos casos de classificação, estudou-se também o desempenho de dois modelos de análise de discriminantes: Linear Discriminant Analysis e Fisher Discriminant Analysis. Para a construção dos modelos utilizou-se uma base de dados com medições de variáveis meteorológicas, além da concentração de ozônio, fornecida pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB). Dada a grande importância e a complexidade do processo de formação de ozônio na baixa atmosfera, a Universidade de São Paulo (USP) e a CETESB têm desenvolvido estudos no tema desde 1999, através dos quais produziram-se modelos de previsão baseados em redes neurais, implementados pela equipe da CETESB. O presente estudo é uma continuação do desenvolvimento anterior e contém as seguintes inovações quanto à metodologia e resultados esperados: (1) ajuste de novos modelos com novas estruturas, incluindo-se técnicas de Support Vector Machine, Random Forests e Discriminação; (2) uso de uma base de dados mais ampla e atualizada, de modo a melhorar a representatividade dos modelos; (3) ajuste dos modelos à nova legislação, Decreto Estadual 59.113 de 23/04/2013, que estabelece novos padrões de qualidade do ar para os poluentes atmosféricos, dentre os quais o ozônio. Embora nos casos de classificação nenhum dos modelos tenha apresentado bons resultados, nos casos de regressão foi possível obter resultados melhores do que os esperados. O modelo de Multi-layer Perceptron foi o que mostrou melhor desempenho para prever concentrações máximas de ozônio, tanto para a previsão de máximas concentrações baseadas em médias horárias quanto em médias móveis de 8 horas, que resultaram em coeficientes de correlação 0,867 e 0,891, respectivamente. / The present study aims to compare the performance of the multivariate statistical models Multi-layer Perceptron Neural Networks, Random Forests and Support Vector Machine applied to the prediction of daily maximum concentrations of groundlevel ozone in the Metropolitan Area of São Paulo (MASP), characterized by the high population density and the intense economic activity, where the air quality is mostly affected by high ozone levels. Both regression and classification models were applied. In the classification cases, two more models were applied: Linear Discriminant Analysis and Fisher Discriminant Analysis. The models were constructed using a database containing meteorological variables and daily maximum ozone concentration values, which were provided by the Environmental Agency of São Paulo State (CETESB). Given the great importance and complexity of the process of ozone formation in the troposphere, the University of São Paulo (USP) and CETESB have made studies in this area since 1999 and developed a prediction model based on neural networks, which was implemented by CETESB. The present study is a continuation of the previous one and contains the following innovations regarding the methodology and expected results: (1) comparison with other models such as support vector machines, random forests and discriminant analysis; (2) use of a wider and up-to-date database, which improves the representativeness of the models; (3) the models took into acount the new legislation, State decree 59113 of 04/23/2013, that establishes new air quality standards for ozone. Although none of the classification models had a good performance, the regression models yielded better than expected results. The multi-layer perceptron model was the one with higher performance in the prediction of daily maximum ozone concentrations based both on hourly averages and on eight-hour moving averages, which yielded correlation coefficients of 0.867 and 0.891 respectively.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / The use of PET as a support material for TiO2 films in advanced oxidation processes (AOPs) for water treatment was investigated. A green, low-cost immobilization procedure was developed and the amount of deposited photocatalyst ranged from 0.036 to 0.202 mg per cm2 PET. Photocatalytic activity of the films was evidenced by degrading paracetamol solutions under UV radiation. The highest kinetic constants were observed for at least 0.09 mg TiO2 per cm2 PET. Scan Electron Microscopy (SEM) and Energy-Dispersive X-ray (EDX) analyses indicated 0.15 mg TiO2 per cm2 PET as enough to provide complete covering of the PET support. Characterization analyses were performed with a film after 30 h of use in a UV/TiO2/O3 reactor. According to SEM analyses, the photocatalyst was not detached from the PET support, while EDX and gravimetric data indicated the possibility of the TiO2 to have been contaminated by compounds present in the solution during the treatment. Further experiments were performed, concerning the study of the degradation of the pharmaceuticals paracetamol, ibuprofen, ketoprofen, and naproxen. Degradation studies were carried out in a pilot-scale reactor, by using several AOPâs, namely direct photolysis, heterogeneous photocatalysis, and ozonation, either individually or simultaneously. Special attention was given to the identification of significant factors considered, in order to contribute to the optimization of systems in which such AOPs or their combination can be used. Also, the detection and indication of degradation products is presented. / O uso de PET (politereftalato de etileno) como material de suporte para filmes de TiO2 foi estudado. Um procedimento de baixo custo e ambientalmente correto foi desenvolvido para a obtenÃÃo dos filmes e a quantidade de fotocatalisador depositada variou de 0,036 a 0,202 mg por cm2 de PET. A atividade fotocatalÃtica dos filmes obtidos foi evidenciada por ensaios de degradaÃÃo de paracetamol sob radiaÃÃo UV. As maiores constantes cinÃticas foram observadas quando 0.09 mg de TiO2 ou mais foram depositados por cm2 PET. AnÃlises por microscopia eletrÃnica de varredura (MEV) e energia dispersive de raios-X (EDX) indicaram que 0,15 mg de TiO2 por cm2 de PET foram suficientes para completa cobertura do suporte. AnÃlises de caracterizaÃÃo tambÃm foram realizadas em filmes com mais de 30 h de uso em sistema UV/TiO2/O3. De acordo com as anÃlises de MEV, o fotocatalisador nÃo foi removido do suporte de PET, enquanto dados de EDX e de anÃlise gravimÃtrica indicaram a probabilidade de contaminaÃÃo dos filmes por compostos presentes na soluÃÃo durante o tratamento. Outros experimentos foram realizados, relacionados ao estudo da degradaÃÃo dos fÃrmacos paracetamol, ibuprofeno, cetoprofeno e naproxeno. Os estudos de degradaÃÃo foram realizados em reator em escala piloto, utilizando-se diversos POAs (fotÃlise direta, fotocatÃlise heterogÃnea, ozonizaÃÃo) de forma individual ou simultaneamente. AtenÃÃo especial foi dada à identificaÃÃo dos fatores significativos, dentre aqueles considerados nos ensaios, de modo a contribuir para a otimizaÃÃo de sistemas em que estes POAs venham a ser utilizados. A detecÃÃo e indicaÃÃo de provÃveis produtos de degradaÃÃo tambÃm à apresentada.

A alveolite é uma complicação pós-operatória de natureza inflamatória que ocorre alguns dias após a exodontia que interfere negativamente com o processo de reparação do alvéolo. As opções de tratamento geralmente são dirigidas a cuidados paliativos e não existe consenso quanto a sua etiopatogenia. Na presente pesquisa foram avaliadas e comparadas às características histológicas e histomorfométricas da reparação alveolar de ratos, induzidos ou não ao processo de alveolite, tratados por óleo de girassol ozonizado ou Alveoliten®. Sob anestesia geral, pela aplicação via intramuscular de 0,8mg/kg cloridrato de cetamina (Dopalen® - Vetbrands) e 0,3mg/kg cloridrato de xilazina (Rompum® - Bayer SA), foram realizadas exodontias do incisivo superior direito em 84 animais. Em 72 ratas foi induzida condição de isquemia alveolar pela aplicação de adrenalina (1:100.000) por cinco minutos Os animais foram divididos em grupos: I: alveolite, tratada por óleo de girassol (n=20); II: alveolite, tratada por óleo de girassol ozonizado (87,3 mEq/Kg de peróxido e 0,4 acidez) (n=20); III: alveolite, tratada por Alveoliten® (n=20); grupo IV alveolite sem tratamento(n=12) e V: exodontia sem alveolite (n=12). Os animais foram eutanasiados em câmara de dióxido de carbono (CO2) nos períodos de 2, 7,14 e 21 dias pós-tratamento. A maxila direita foi separada da esquerda, acompanhando-se a sutura intermaxilar, posteriormente a hemi-maxila foi cortada coronalmente com tesoura de ponta reta, posterior à face distal dos molares, o que permitiu a obtenção de uma peça cirúrgica com o alvéolo dental direito. Os espécimes foram processados para avaliação histomorfológica e histomorfométrica. Os dados da avaliação histomorfométrica foram submetidos à análise estatística não paramétrica pelo Teste de Kruskal-Wallis e Conover para determinar diferenças entre pares de tratamento.,Os resultados histomorfológicos mostraram presença de infiltrado inflamatório que se prolongou após quatorze dias e uma maior neoformação óssea nos alvéolos tratados por Alveoliten® depois do sétimo dia de tratamento. Houve diferenças significativas quanto a neoformação óssea após sete (p=0.0010), quatorze (p=0.0320) e vinte e um (p=0.0222). O óleo ozonizado provocou um processo inflamatório intenso nos primeiros períodos de estudo, mas, promoveu um processo osteogênico. A reparação óssea nos casos de alveolite, sob os parâmetros utilizados, foi melhor com o uso do Alveoliten®. / Dry socket is an inflammatory postoperative complication, following teeth extraction. Treatment generally includes palliative care and its etiology is controversial. The present study, proposes to evaluate histological and histomorphemetrical aspects of alveolar healing in rats submitted to dry socket condition and treatment by ozonized sunflower oil and Alveoliten®. Under general anesthesia by intramuscular application of 0,8mg/kg ketamine hydrochloride (Dopalen® - Vetbrands) and 0,3mg/kg xylazine chloridrate (Rompum® - Bayer SA), 84 female Wistar rats were submitted to upper right incisor.. 72 of those animals were submitted to dry socket isquemic condition by adrenalin (1:100.000) intra alveolar insertion for five minutes. Groups were divided as follow: group I: dry socket treated with sunflower oil (n=20); group II: dry socket treated with ozonated oil (peroxide 87,3 mEq/Kg and 0,4 of acidity) (n=20); group III: dry socket treated by Alveoliten® (n=20); group IV dry socket without treatment (n=12); and group V: dental extraction without dry socket induction (n=12). Rats were euthanized in a carbon dioxide (CO2) chamber . after 2, 7,14 e 21 subsequent treatment. Right maxilla was split following the intermaxilary suture, later it was coronal sliced distally to molar teeth. Specimens were processed for histological and histomorphemetrical analyses. Histomorphometric data were statistically analyzed by Kruskal-Wallis and Conover non parametric tests to establish differences between treatments. Histological findings showed inflammatory infiltrate even 14 days after treatment. It was seen also expressive new bone formation when Alveoliten® was employed. There were significant differences between treatments after seven (p=0.0010), fourteen (p=0.0320) twenty one days (p=0.0222). Ozonated sunflower oil was able to induce intense inflammatory infiltrate during the first period of observation but it promoted bone growth on the following periods . Under controlled conditions of this study; alveolar bone healing was superior when Alveoliten® was applied.

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.

A utilização de ozônio como agente oxidante tem apresentado resultados positivos para a degradação de contaminantes orgânicos em subsuperfície. O ozônio apresenta alta reatividade, tanto com os compostos orgânicos de interesse quanto com os compostos inorgânicos presentes no meio, principalmente com os íons metálicos constituintes da matriz sólida, mobilizando os para a água subterrânea. Este estudo detectou e quantificou os íons metálicos de interesse presentes na matriz solida, sendo estes: Fe, Al, Mn, Cr, Pb, Ni e Zn. Também foram determinados os íons que foram mobilizados da matriz sólida, a partir da injeção do ozônio em solo proveniente de uma área contaminada por compostos orgânicos. / The use of ozone as an oxidizing agent has shown positive results for the degradation of organic contaminants in the subsurface. Ozone is highly reactive with both the organic compounds of interest as with inorganic compounds present in the environment, especially with the metal ions of the solid matrix constituents, mobilizing them into groundwater. This study detected and quantified the metal ions of interest present in the solid matrix, namely: Fe, Al, Mn, Cr, Pb, Ni and Zn. lons that have been mobilized from the solid matrix due to the ozone injection in soil from a contaminated area for organic compounds were also determined.

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.

Orientador: Prof. Dr. Danilo da Cruz Centeno / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Biotecnociência, 2018. / A recalcitrância da parede celular, associada à presença da lignina nos tecidos vegetais, dificulta e torna mais oneroso o uso da biomassa para a produção de etanol de segunda geração. Para driblar este obstáculo, muitos estudos têm sido realizados para compreender o metabolismo da lignina e encontrar formas alternativas de tratamento da biomassa. Recentemente, o ozônio vem sendo aplicado como uma alternativa de pré-tratamento do material lignocelulósico, devido à ação específica sobre a lignina. O presente trabalho possui dois capítulos independentes, e teve como objetivo principal estudar as alterações no conteúdo de lignina em cana-de-açúcar dado as características inerentes aos colmos das variedades estudadas e ao efeito causado pela fumigação aguda com ozônio. No capítulo I, além da quantificação de lignina, determinamos a concentração de açúcares solúveis totais para quatro variedades ¿ RB72454, RB855156, RB867515 e RB9257. Estes dados foram submetidos a análises de correlação e conectância com dados de metabolismo primário previamente obtidos por nosso grupo de pesquisa. A influência da variação da concentração do ácido chiquímico sobre o conteúdo de lignina não pôde ser confirmada através da correlação encontrada entre os dois compostos. Porém, a análise de rede de conectância mostrou que a lignina e o ácido chiquímico estão mais fortemente conectados nas variedades de colheita tardia RB72454 e RB92579. Estas conexões revelam a influência das fases do desenvolvimento vegetal no metabolismo da lignina. No capítulo II, avaliamos as alterações no conteúdo de lignina de folhas de cana-de-açúcar após exposições sucessivas à fumigação com ozônio. Os resultados mostraram uma reação das plantas (despolimerização) aos danos causados pelo estresse oxidativo quando submetidas a um ciclo de fumigação, e um aumento no conteúdo de lignina como uma resposta de memória ao estresse, amplificando suas defesas contra este estresse. O metabolismo da lignina e sua relação com o metabolismo primário é complexo e, no presente estudo, os resultados mostraram que alterações nesta relação podem ser observadas tanto constitutivamente (i.e., inerentes ao desenvolvimento da planta), quanto induzidas por estresse. Ademais, reportamos que, entre as técnicas utilizadas neste trabalho, a rede de conectância e o FT-Raman mostraram-se importantes ferramentas no estudo da lignina. / The recalcitrance of the cell wall is associated with the presence of lignin in the vegetal tissues, making it difficult and more expensive to use biomass for the production of second-generation ethanol. To overcome this obstacle many studies have been carried out to understand the lignin metabolism and to find alternative forms of biomass treatment. Recently, ozone has been applied as an alternative pretreatment of the lignocellulosic material, due to its specific action on lignin. The present work has two independent chapters, in which the main objective was to study the changes in lignin content in sugarcane due to the inherent characteristics of the stems of the studied varieties and the effect caused by the acute fumigation with ozone. In chapter I, in addition to the quantification of lignin we determined the total soluble sugars of four varieties RB72454, RB855156, RB867515 and RB9257. These data were submitted to correlation analysis and the network connectance analysis with data of primary metabolism, previously obtained in our group. The influence of the variation of the shikimate concentration on the lignin content was not confirmed by the correlation found between the two compounds. However, the network connectance analysis showed that lignin and shikimate are more strongly connected in late harvest varieties RB72454 and RB92579. These connections revealed the influence of plant development phases over lignin metabolism. In chapter II, changes in the lignin content of leaf blades of sugarcane were evaluated after multiple exposures to ozone fumigation. The results showed a reaction of the plants (depolymerization) to the damage caused by oxidative stress when submitted to one fumigation exposure, and an increase in lignin content as a memory response to stress, amplifying their defenses against ozone. The metabolism of lignin and its relation to the primary metabolism is complex and our results showed that alterations in this relationship may be constitutive (i.e., inherent to the plant development), and induced by abiotic stress. In addition, we reported that among the techniques applied in this work, the network connectance and the FT-Raman showed to be useful tools in the study of lignin.