Os efluentes gerados pelas indústrias têxteis possuem como características elevada DQO, alta concentração de matéria orgânica não-biodegradável e intensa coloração, já que em média 12% do total de corantes utilizados são perdidos durante a produção. Os azo-corantes são os mais utilizados por possuírem uma alta aderência ao tecido, resistência à luz solar e a processos químicos. Estes corantes possuem como agravante o fato de serem quimicamente resistentes aos métodos de tratamentos biológicos convencionais. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm sido estudados como uma alternativa promissora para o tratamento de substâncias tóxicas, refratárias e não-biodegradáveis. O presente trabalho tem como objetivo tratar um efluente de uma indústria têxtil utilizando o processo H2O2/UV para o descoramento dos corantes da família Remazol presentes, otimizando o processo a fim de se obter um efluente com características que facilitem o tratamento biológico. Para tanto, elaborou-se um planejamento experimental, com a finalidade de se estimar os efeitos das variáveis independentes pH, temperatura e concentração inicial de peróxido de hidrogênio. Em seguida, foi possível ajustar-se um modelo polinomial aos dados obtidos. A condição ótima de tratamento para as variáveis independentes foi: pH=12,3; temperatura = 52&deg;C e [H2O2] = 3,1 × 10-4 mol L-1. As variáveis-resposta observadas foram a remoção de cor (por meio da integração da área dos espectros na região do visível) e a concentração de peróxido de hidrogênio residual (método do vanadato de amônio). Para o efluente tratado com H2O2/UV, obteve-se uma remoção de cor de aproximadamente 80%, e para a fotólise direta obteve-se um valor de aproximadamente 75%, ambas com duas horas de irradiação. Para o processo H2O2/UV obteve-se uma cinética de primeira ordem, com constante de velocidade igual a (1,5 &plusmn; 0,36) × 10-2 min-1; para a fotólise, obteve-se uma cinética de segunda ordem com k = (2,3 &plusmn; 0,36) × 10-2 u.a.-1 min-1. A razão DQO/DBO não apresentou variação significativa para ambos os processos, mantendo o efluente dentro da faixa 5,0 < DQO/DBO > 2,5. A análise de carbono total foi concordante com os ensaios de DQO, não havendo mudanças significativas. No entanto, pôde-se observar, por meio de análises cromatográficas, que o processo H2O2/UV, aparentemente, foi responsável por uma maior degradação dos compostos presentes no efluente. / The wastewaters generated by the textile industry are known for their high COD, high concentration of non-biodegradable organic matter, and strong color, once approximately 12% of the dyes are lost during production. Azo dyes are the most used due to their high adherence to the fabrics, resistance to sunlight and to chemical processes. Those dyes have also the drawback of being resistant to conventional biological methods. Advanced Oxidation Processes (AOP) have been studied as a promising alternative for treating toxic, refractory, and non-biodegradable pollutants. The present work is aimed at treating the wastewater of a textile industry by the H2O2/UV process in order to remove the color due to the Remazol dyes present, as well as optimizing the process in order to obtain a wastewater easier to be biologically treated. For that purpose, an experimental design was performed to assess the effects of independent variables pH, temperature, and hydrogen peroxide concentration. Next, a polynomial model was fit to the obtained data. The optimum treatment condition was: pH = 12.3; temperature = 52&deg;C, and [H2O2] = 3.1 × 10-4 mol L-1. The response variables were color removal (measured by the area under the spectra obtained in the visible region) and the residual concentrations of H2O2 (vanadate method). Color removals of approximately 80 and 75% were achieved, for H2O2/UV and direct photolysis, respectively, both after two hours of irradiation. The decolorization kinetics of the H2O2/UV process followed a first order model, with a constant (k) of (1.5 &plusmn; 0.36) × 10-2 min-1, while the effluent treated with the direct photolysis showed a second order behavior, with k = (2.3 &plusmn; 0.36) × 10-2 u.a.-1 min-1. The COD/BOD ratio remained practically unchanged for both process, in the range of 5.0 < COD/BOD > 2.5. COT analyses were in agreement with COD ones, with no significant changes. However, it could be observed in the chromatographic analyses that the H2O2/UV process, apparently, was responsible for a greater degradation of the compounds present in the studied wastewater.

Um dos bens mais preciosos da Humanidade é a água. Embora ela seja abundante no planeta, grande parte é imprópria para o consumo humano. E, devido ao crescimento populacional intenso, à concentração urbana e à poluição dos corpos d\'água superficiais e subterrâneos, a quantidade de água em condições para consumo vem se reduzindo em taxas alarmantes. Recentemente, um dos tipos mais comuns de contaminação dos corpos d´água tem sido a presença de cianotoxinas. Atualmente, não existe um estado brasileiro que não tenha problemas com florações excessivas de algas e os correspondentes transtornos causados às concessionárias que operam as estações de tratamento. Tem-se apontado que esse fato é devido principalmente ao aporte de nitrogênio e fósforo derivado do uso indiscriminado de detergentes e fertilizantes. O presente estudo tem como objetivo investigar a aplicação da fotocatálise heterogênea solar (TiO2 como fotocatalisador) na destruição da [D-Leu]-Microcistina-LR, potente toxina de ampla ocorrência nas florações de cianobactérias. A [D-Leu]-Microcistina-LR foi extraída de uma cultura de Microcystis &aelig;ruginosa. Foi utilizado um reator de placa plana de vidro recoberta com TiO2 para os estudos de degradação. Além disso, a irradiância durante os experimentos solares foi medida com o uso de espectrorradiômetro. Após os ensaios de degradação, a concentração da toxina foi determinada por CLAE. A cinética de mineralização da solução tratada foi determinada através de análises de COT. A toxicidade aguda e crônica do efluente foi quantificada através de análises utilizando camundongos e ensaios in vitro de inibição da proteína fosfatase. A partir dos experimentos realizados, pôde-se observar que foi necessário um tempo de tratamento de 150 min para que a concentração da microcistina fosse reduzida aos valores exigidos por lei (de 10 para 1 &mu;g L-1). Outra constatação muito importante que pôde ser feita é que a fotocatálise heterogênea solar foi eminente destrutiva, não só para a toxina, mas também para os demais componentes do extrato e dos compostos de degradação gerados. Obteve-se uma remoção de carbono de aproximadamente 90% com 90 min de exposição ao Sol. Além disso, os testes de toxicidade utilizando camundongos mostraram que o efeito agudo causado pela amostras iniciais foi eliminado; entretanto, os testes utilizando a enzima fosfatase indicaram que podem ter sido formados subprodutos que produzam um efeito crônico em mamíferos. Os experimentos realizados apontam para a viabilidade do uso da fotocatálise heterogênea solar para o tratamento de águas contaminadas pela [D-Leu]-Microcistina-LR, não só devido à sua destruição, mas também à grande remoção de matéria orgânica que pode ser alcançada. / One of the most precious assets of mankind is the water. Although it is abundant in the planet, the majority of it is not suited for human consumption. Due to the intense population growth, to the urban concentration, and to the pollution of surface water bodies and ground water, the amount of freshwater is decreasing at alarming rates. Recently, a common type of water bodies\' contamination is the presence of cyanotoxins. Presently, all over Brazil there are records of excessive algae blooms, with the corresponding nuisances caused to the companies that run water treatment stations. This fact is thought to be a result of nitrogen and phosphorus inputs due to the indiscriminate use of detergents and fertilizers. The purpose of the present study is to investigate the use of solar heterogeneous photocatalysis (TiO2 as the photocatalyst) for the destruction of [D-Leu]-Microcystin-LR, powerful toxin of widespread occurrence within cyanobacteria blooms. The [D-Leu]-Microcystin-LR was extracted from a culture of Microcystis &aelig;ruginosa. It was used a flat plate glass reactor covered with TiO2 for the degradation studies. The irradiance was measured during the experiments with aid of a spectrum radiometer. After the degradation experiments, the toxin concentration was determined by HPLC. The mineralization kinetics was determined by TOC analyses. The acute and chronic toxicities were quantified using mice and phosphatase inhibition in vitro assays. From the performed experiments, it was determined that 150 min are necessary to reduce the toxin concentration to the value demanded by law (from 10 to 1 &mu;g L-1). Another important finding is that the solar heterogeneous photocatalysis was really destructive process, not only for the toxin, but also for the other extract components and degradation products generated. A mineralization degree of 90% was achieved with 90 min of exposure to the sun. Moreover, toxicity tests using mice have shown that the acute effect caused by the initial sample was removed. However, tests using the phosphatase enzyme indicated that it may be formed products capable of inducing chronic effects on mammals. The performed experiments indicate the feasibility of using solar heterogeneous photocatalysis for treating contaminated with [D-Leu]-Microcystin-LR, not only due to its destruction, but also to the significant removal of organic matter that can be achieved.

A clarificação do caldo de cana-de-açúcar consiste em uma das etapas mais importantes dentro de todo o processo de produção de açúcar, isso porque, é a cor do açúcar final que determina seu preço de comercialização no mercado, bem como sua qualidade. Porém, além de ter um processo de redução de cor, que ao final apresente um açúcar de qualidade, é necessário que este processo não gere resíduos, nem para o meio ambiente, nem nenhum resíduos tóxicos que esteja presente no produto final e que venha prejudicar a saúde do consumidor. Desta forma, a busca por processos alternativos à sulfitação - que é a atual operação de clarificação do caldo de cana-de-açúcar na produção de açúcar cristal branco - tornou-se mais frequente. Tais processos são conhecidos como processos oxidativos avançados(POA) e, entre eles está o uso de ozônio. Diante deste cenário avaliaram-se as melhores condições de pH, temperatura e dosagem de ozônio para a redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar, obtendo como condições ótimas para pH entre 1,64 a 5,0, temperaturas de 50 a 70 °C e dosagens de ozônio entre 1,34 mg O3/min a 3,82 mg O3/min. O estudo cinético da redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar ozonizado permitiu observar maiores reduções de cor ICUMSA após 60 min de reação, contudo a exposição do caldo a longos períodos, em pH baixos (1,64 e 3,0) associados a altas temperaturas (50 e 70 °C) levou a hidrólise da sacarose em glicose e frutose, o que inviabilizaria o processo. As análises por espectrometria de massas permitiram observar que a redução nos teores de cor ICUMSA das amostras de caldo de cana-de-açúcar ozonizadas não está associadaà eliminação das partículas promotoras de cor, mas sim da precipitação destas partículas, uma vez que não foram identificados novos compostos nas amostras analisadas, mas sim umavariação nas concentrações destes compostos, identificados como lipídios. Além de favorecer a redução da cor ICUMSA do caldo, o ozônio também se apresentou como um agente antimicrobiano, reduzindoa presença de bactérias e fungos nas amostras de caldo tratado. Aanálise em redes neurais artificiais (RNA) mostrou um bom ajuste na maioria dos casos apresentados e indicou que a variável Brix%caldo apresentou maior influência na redução da cor ICUMSA e o tempo a variável que apresentou a menor influência. / Clarification of the sugarcane juice is one of the most important steps within the entire sugar production process, so why is the color of the final sugar that determines its trading price in the market as well as its quality. However, besides having a color reduction process, which ultimately makes a quality sugar, it is necessary that this process does not generate waste or to the environment, and no toxic residues are present in the final product and that may harm consumer health. Thus, the search for alternative processes to sulfite - which is the current operating clarification of sugarcane juice in white crystal sugar production - has become more frequent. Such processes are known as advanced oxidation processes (AOP), and among them is the use of ozone. In this scenario evaluated the best conditions of pH, temperature and ozone dosing for reducing ICUMSA color of sugarcane juice, optimal conditions for obtaining such pH between 1.64 to 5.0, temperatures from 50 at 70 °C and ozone O3 dosages between 1.34 mg/min to 3.82 mg O3/min. The kinetic study of the reduction of ICUMSA color of sugarcane juice ozonized allowed to observe greater reductions ICUMSA color after 60 min of reaction, however the exposure of the juice long periods at low pH (1.64 and 3.0) associated with high temperatures (50 to 70 °C) led to hydrolysis of sucrose to glucose and fructose, which would make the process. Analysis by mass spectrometry allowed to observe that the reduction in ICUMSA color content of sugarcane ozonated juice samples not associated with the elimination of promoting particles color, but the precipitation of these particles, since they were not novel compounds identified in the samples, but a variation in concentration of these compounds, identified as lipids. In addition to further reduce the ICUMSA color of juice, ozone is also presented as an antimicrobial agent, reducing the presence of bacteria and fungi on the treated juice samples. The analysis on artificial neural networks (ANN) showed good fit in most cases presented and indicated that the variable Brix%juice showed greater influence in reducing ICUMSA color and time the variable that had the least influence.

A presença de substâncias recalcitrantes na vinhaça causa inibição da anaerobiose. Pesquisas indicam que a oxidação destas substâncias com ozônio (\'O IND.3\') promova um aumento da biodegradabilidade da vinhaça (DBO5/DQO) de aproximadamente 25%. A introdução de vinhaça pré-ozonizada em reatores anaeróbios resultou em ganhos no rendimento de metano da ordem de 15% (mL\'CH IND.4\'/gDQO removida). Por outro lado, sabe-se que a composição da vinhaça varia bastante de acordo com a matéria-prima, solo, clima e processo industrial empregado para a produção de etanol. Assim, é necessário verificar o efeito da ozonização sobre a biodegradabilidade de uma vinhaça proveniente de uma destilaria brasileira. Além disso, é necessário responder se a quantidade de energia produzida pela combustão do metano adicionalmente gerado por conta da ozonização compensaria a energia consumida por um ozonizador em escala real. Desta forma, esta pesquisa pretendeu avaliar os efeitos da aplicação de ozônio na biodegradabilidade de uma vinhaça bruta proveniente de uma destilaria brasileira, assim como realizar uma avaliação econômica da ozonização em escala real. Procedeu-se a operação de um reator em escala de bancada para ozonização de vinhaça em batelada (0, 2, 4, 6 e 8 horas), com a aplicação das doses de 0, 2, 4, 6 e 8 g \'O IND.3\'/L, respectivamente. A ozonização deu-se em três valores iniciais de pH (4.8, 7 e 9). Os parâmetros avaliados foram: DQO, DBO5, COT, cor, fenóis e Abs254, DBO5/DQO e DQO/COT. De acordo com os resultados, observou-se que a aplicação de 2 g \'O IND.3\'/L elevou a biodegradabilidade da vinhaça em 22% e 10% em pH inicial 4,8 e 7, respectivamente. A avaliação econômica preliminar mostrou que a quantidade de energia elétrica consumida por um ozonizador em escala real seria 6 vezes maior (278.400 kWh) do que aquela possivelmente produzida pela combustão do metano adicionalmente gerado (44.780 kWh). Estes resultados indicam que a ozonização de vinhaça bruta com o objetivo específico de se produzir metano adicional em um reator anaeróbio posteriormente instalado é inviável do ponto de vista econômico. / The presence of recalcitrant substances in the vinasse causes inhibition in anaerobic process. Research indicates that oxidation of these substances with ozone (\'O IND.3\') promotes an increase in biodegradabilidade of vinasse (DBO5/DQO) in approximately 25%. The introduction of vinasse pre-ozonated in anaerobic reactors resulted in gains in the yield of methane on the order of 15% (mL\'CH IND.4\'/gDQO removed). However, it is known that the composition of vinasse varies greatly depending on the raw material, soil, climate and industrial process used to produce ethanol. It is therefore necessary to verify the effect of ozonation on biodegrability of a vinasse from a Brazilian distillery. Moreover, it is also necessary to answer if the amount of energy produced by combustion of methane additionally generated by ozonation would off set the energy consumed by a full-scale ozonator. Thus, this study sought to evalu-ate the effects of ozone on the biodegradability of a raw stillage from a Brazilian distillery, as well as conduct an economic evaluation of a full-scale ozonation. The procedure was the operation of a bench scale reactor for the batch ozonation of vinasse (0, 2, 4, 6 and 8 hours), with the application of 0, 2, 4, 6 and 8 g \'O IND.3\'/L, respectively. The ozonation occurred in three starting values of pH (4.8, 7 and 9). The parameters evaluated were: COD, BOD5, TOC, color, phenols and Abs254, DBO5/DQO and COD / TOC. According to the results, it was observed that the application of 2 g \'O IND.3\'/L increased biodegradability of vinasse in 22% and 10% at initial pH 4,8 and 7, respectively. The preliminary economic assessment showed that the amount of electricity consumed by a full-scale ozonator would be 6 times greater (278.400 kWh) than that energy, possibly produced by combustion of additional methane generated (44.780 kWh). These results indicate that the ozonation of raw vinasse with the specific goal of producing additional methane in an anaerobic reactor later installed, it is unfeasible from an economic perspective.

Orientador: José Roberto Guimarães / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:48:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CaioAlexandreAugustoRodriguesda_D.pdf: 5160272 bytes, checksum: ae6b16aeb8851a3f7a722c3a4fb1e054 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Nesse trabalho foi avaliada a degradação de flumequina (500 ?g L-1) por processo físico (fotólise-UV254), químico (peroxidação-H2O2) e oxidativos avançados (fotoperoxidação-UV/H2O2, fotocatálise heterogênea-UV/TiO2, reagente de Fenton-Fe(II)/H2O2, foto-Fenton-UV/Fe(II)/H2O2, eletroquímico e foto-eletroquímico) em um reator fotoquímico de recirculação em batelada. Os processos UV/H2O2 (CH2O2 inicial = 1,0 mmol L-1) e a fotocatálise (CTiO2 suspensão = 0,62 mmol L-1) foram os processos mais eficientes, reduzindo cerca de 85% da flumequina em 15 min de reação. A fotólise provocou a degradação da flumequina em 91,2% em 60 min de ensaio, enquanto que o processo foto-Fenton 94%, quando usados 10,0 e 0,25 mmol L-1 de H2O2 e Fe(II), respectivamente. Por outro lado, a peroxidação (CH2O2 = 1,0 mmol L-1) e o reagente de Fenton (CFe(II) = 2,0 mmol L-1 e CH2O2 = 0,5 mmol L-1) não atingiram mais de 10% e 40 % de degradação, respectivamente, após 60 min de reação. Os processos eletroquímico e foto-químico atingiram aproximadamente 82 e 85% de degradação da flumequina, após 60 min de reação quando aplicado 45 mA cm-2. A diminuição da atividade antimicrobiana das soluções submetidas aos processos oxidativos avançados foi proporcional à concentração residual da flumequina na solução. Não foi observada atividade antimicrobiana residual nas soluções submetidas aos seguintes processos oxidativos avançados e condições: UV/ H2O2 (CH2O2 = 1,0 mmol L-1, 30 min de reação), UV/TiO2 (CTiO2 = 0,62 mmol L-1, 30 min de reação), foto-Fenton (CFe(II) = 0,25 mmol L-1 e CH2O2 = 10 mmol L-1, 60 min de reação) e foto-eletroquímico (45 mA cm-2 e 60 min de reação). Os intermediários formados foram monitorados em 10, 15 e 30 min de reação nos processos oxidativos avançados e fotólise, e foi observado que os intermediários propostos possuíam uma atividade antimicrobiana menor que a flumequina. A eficiência dos processos UV/ H2O2 e UV/TiO2 (1,0 mmol L-1 e 0,62 mmol L-1 de H2O2 e TiO2) foi próximo a 100%, removendo totalmente a atividade antimicrobiana da solução / Abstract: This work evaluated the degradation of flumequine (500 ?g L-1) by physical process (photolysis-UV254), chemical process (H2O2 - peroxidation) and advanced oxidation processes (photoperoxidation - UV/H2O2, heterogeneous photocatalysis - UV/TiO2, Fenton's reagent - Fe(II)/H2O2, photo-Fenton - UV/Fe(II)/H2O2) in a batch-recirculation photochemical reactor. The processes UV/H2O2 (CH2O2 = 1.0 mmol L-1) and photocatalysis (CTiO2 suspension = 0.62 mmol L-1) are the most efficient ones, reducing about 85% of the flumequine in 15 min of reaction time. The photolysis caused 91.2% of flumequine degradation after 60 min of assay, while the photo-Fenton process degraded 94% of the drug when used 10.0 and 0.25 mmol L-1 of H2O2 and Fe(II), respectively. Moreover, peroxidation (CH2O2 = 1,0 mmol L-1) and Fenton's reagent (CFe(II) = 2.0 mmol L-1 and CH2O2 = 0.5 mmol L-1) did not achieve more than 10% and 40% degradation, respectively, after 60 min of reaction. Eletrochemical and photo-eletrochemical processes degraded about 82% and 85%, respectively, after 60 min of reaction at 45 mA cm-2. The decrease of the solutions antimicrobial activity subjected to advanced oxidation processes was proportional to the residual concentration of flumequine in the solution. There was no residual antimicrobial activity in the solutions subjected to the following advanced oxidation processes and conditions: UV/H2O2 (CH2O2 = 1.0 mmol L-1, 30 min of reaction), UV/TiO2 (CTiO2 = 0.62 mmol L-1, 30 min of reaction), photo-Fenton (CFe(II) = 0.25 mmol L-1 and CH2O2 = 10 mmol L-1, 60 min of reaction) and photo-eletrochemical (45 mA cm-2, 60 min of reaction). The intermediates formed were monitored at 10, 15 and 30 min of reaction in photolysis and advanced oxidation processes, where it was observed that the proposed byproducts owned a lower antimicrobial activity than flumequine. The efficiency of the processes UV/H2O2 and UV/TiO2 (1.0 mmol L-1 and 0.62 mmol L-1 of H2O2 and TiO2, respectively) was close to 100%, entirely removing the antimicrobial activity of the solution / Doutorado / Saneamento e Ambiente / Doutor em Engenharia Civil

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:15:16Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo920_1.pdf: 2966352 bytes, checksum: 64f5f0a198024542cf5cad637bd100b8 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Substâncias farmacêuticas têm sido recentemente reconhecidas como contaminantes emergentes quando presentes em concentrações mesmo a nível de ng ou &#956;g nos rios e em espécies aquáticas, quer sejam zooplancton ou fitoplancton. Estas espécies devido às suas propriedades físico-químicas são persistentes e bioacumulativas no ambiente provocando efeitos negativos nos ecossistemas aquáticos ou terrestres. Dentre os grupos de fármacos, a oxitetraciclina (OTC), um antibiótico se mostra eficaz contra diversos microorganismos, com aplicação na medicina humana e veterinária. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um eletrodo íon-seletivo para detecção de oxitetraciclina através de sistema de análise por injeção seqüencial, avaliar sua degradação aplicando processos oxidativos avançados, e avaliar o uso de rede de coordenação 3D para adsorver OTC de uma solução aquosa. Através de testes de seletividade foi possível desenvolver uma metodologia potenciométrica, utilizando na preparação da membrana sensora, dibutil ftalato (68%), PVC-COOH (31%), e &#946;-ciclodextrina (1%). A incorporação desta membrana em sistemas de análise por injeção seqüencial conduziu a uma automatização dos procedimentos analíticos envolvidos na determinação de OTC.HCl em produtos farmacêuticos, proporcionando uma freqüência analítica de aproximadamente 51 amostras h-1 sendo possivel utilizar este sistema em análise de rotina. A degradação da oxitetraciclina em solução aquosa foi avaliada utilizando Processos Oxidativos Avançados. Obteve-se através da fotólise uma degradação de 54,7% utilizando lâmpada com 250W de potência após 60 minutos. Aplicando o processo H2O2/UV a degradação foi de 92,6% com uma lâmpada de 250W de potência e [H2O2] = 6 mmol, em 15 minutos. Na aplicação do Processo Fenton, obteve-se 69,0% na degradação, utilizando [Fe2+] = 0,05 mmol e [H2O2] = 6 mmol, em 6 minutos. O uso do Processo foto-Fenton, utilizando lâmpada de 250W de potência, [Fe2+] = 0,05 mmol e [H2O2] = 6 mmol, em 6 minutos, obteve-se uma degradação de 85,0%. Através do processo por fotocatálise (TiO2) a degradação do antibiótico foi de 98,3% com injeção de ar, utilizando luz negra (400-320nm), pH = 7 e [TiO2] = 1 g L-1, em 60 minutos de processo. No processo de remoção (%) da oxitetraciclina empregando Metal Organic Frameworks (MOF) houve remoção de 4,3 a 99,7%. O comportamento das MOFs ativadas apresentou uma menor eficiência em relação aos in natura . Analisando a MOF A100, a remoção e o equilíbrio da oxitetraciclina ocorreram de forma rápida (±20 min), tanto para a MOF in natura, quanto para a ativada. Já o comportamento de saturação da coluna utilizando a MOF C300 (C18H6Cu3O12) ocorreu de maneira acentuada para os dois tipos de adsorvente, ou seja, indicando o completo esgotamento da coluna (C/C0=1). A curva de saturação da MOF Z1200 (C8H12N4Zn) ocorreu de maneira mais suave, principalmente para o adsorvente in natura . Através da caracterização das MOFs por Infravermelho, observou-se que apenas a faixa no comprimento de onda correspondente a água (3000 a 3650 nm) para a MOF Z1200 é quase nula, como também, na análise por BET obteve-se uma maior área superficial e volume poroso, isso pode ter levado a uma melhor interação junto a OTC. Aplicando o planejamento fatorial com a Basolite Z1200 foi possível verificar que quanto maior for a massa e menor o tempo significa um aumento médio 16,8 e 13,3% na quantidade de remoção da oxitetraciclina, respectivamente

Made available in DSpace on 2014-06-12T23:16:10Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo951_1.pdf: 2926833 bytes, checksum: 77c51212a36f0c4105a9cb1a7758188f (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os contaminantes emergentes tem sido um assunto largamente discutido na comunidade cientifica, principalmente quando relacionado à poluição em ambientes aquáticos. Esses poluentes abrangem fármacos, cosméticos, surfactantes, aditivos para a gasolina, compostos orgânicos fluorados, corantes, hidrocarbonetos poliaromáticos, entre outros. Estes compostos, em sua maioria, são dificilmente detectados e geralmente não são degradados pelos métodos convencionais de tratamento (processos biológicos), sendo assim, mesmo após passagem pelas estações de tratamento, continuam livres no meio, podendo atingir as águas para abastecimento humano. O objetivo deste trabalho foi detectar o contaminante emergente cloridrato de histamina em solução aquosa por potenciometia direta utilizando eletrodo íon-seletivo e degradar os contaminantes HIDROCARBONETOS POLICÍCLICOS AROMÁTICOS de petróleo solubilizados em solução salina utilizando processos oxidativos avançados. Através de testes de seletividade foi possível desenvolver uma metodologia potenciométrica, utilizando um eletrodo tubular sem placa de cobre e na preparação da membrana sensora, PVC (30,4%), 2-fluorofenil 2-nitrofenil éter (68,3%), tetrakis (4- clorofenil) borato de potássio (6,4 x 10-3 mol.kg-1) e-ciclodestrina (1%). O eletrodo utilizado apresentou tempo de vida útil de 10 meses sem qualquer procedimento de condicionamento especial. O coeficiente de seletividade que mostra o acompanhamento da interferência causado por outras espécies com concentrações diferentes, apontou valores inferiores a 0,25 x 10-5 mol.L- nas condições testadas. Nesta etapa do trabalho os eletrodos íon-seletivo mostraram ter características de desempenho adequadas para o monitoramento do cloridrato de histamina em solução aquosa, alem de ser bastante versáteis em sua construção e detecção do composto proposto, permitindo assim em um futuro próximo, diversas aplicações na área ambiental. Na degradação dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticosS (HPA) da fração solúvel do petróleo (FSA) por fotólise e processos oxidativos avançados (POA), pode-se avaliar qual o processo de maior eficiência e a melhor fonte de radiação. No processo de fotolise (UV-C) a taxa de degradação dos hidrocarbonetos poliaromaticos (HPA) do petróleo bruto foi de 89,98% ajustando o sistema em pH 5 e utilizando um tempo reacional de 4h. Com o processo Fenton o percentual de degradação dos (HPA) obtido foi de 80,86%, a partir de uma concentração de peróxido de hidrogênio igual a 0,8 mol, com o pH do sistema igual a 5 e tempo reacional. E na avaliação das fontes de radiação (luz negra, branca, UV-C e solar) do processo foto-Fenton, o melhor resultado 90,89% obteve-se utilizando luz solar, partindo da menor concentração de peróxido de hidrogênio (0,4 mol.L-1), maior tempo de exposição a radiação (6h) e com pH do sistema igual a 4. Associado a taxa de degradação, este processo apresenta baixo custo operacional

Orientador: José Roberto Guimarães / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-24T08:56:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Peres_MarcelaSouza_M.pdf: 1942738 bytes, checksum: e568a9f4c6bc9579df4ca7bc831e9085 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: A ofloxacina é um antimicrobiano de amplo espectro frequentemente encontrado em concentrações significativas em efluentes e águas superficiais. A contínua introdução deste fármaco no meio ambiente constitui um risco potencial em longo prazo para os organismos não alvos ou para a saúde humana. Neste estudo foi avaliada a degradação da ofloxacina pelos processos oxidativos avançados (POA) peroxidação assistida por radiação ultravioleta (UV/H2O2) e fotocatálise (UV/TiO2 e UV/TiO2/H2O2). Foi avaliada também a atividade antimicrobiana residual do fármaco, utilizando a bactéria E. coli, e a toxicidade aguda (Vibrio fischeri). A concentração de ofloxacina foi monitorada utilizando-se cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Os resultados obtidos indicam que os POA aplicados foram eficientes para a degradação desse fármaco. O processo UV/H2O2 alcançou degradação de 99%, após 60 min de reação. Para o processo UV/TiO2, a eficiência de degradação obtida foi de 89,3% após 60 min e a adição de peróxido de hidrogênio elevou a eficiência para 97,8%. A atividade antimicrobiana do fármaco foi reduzida consideravelmente, alcançando 95% de remoção com a aplicação do UV/H2O2 e 96% utilizando o processo UV/TiO2/H2O2. A toxicidade das amostras não aumentou no decorrer da aplicação destes POA, indicando a potencial utilização destes processos para o tratamento de soluções aquosas contendo ofloxacina / Abstract: Ofloxacin is a broad-spectrum antimicrobial agent which is frequently found in significant concentrations in wastewater and surface water. Its continuous introduction into the environment constitutes a potential risk to non-target organisms or to human health. This study evaluated ofloxacin degradation by the UV/H2O2, UV/TiO2 and UV/TiO2/H2O2 advanced oxidation process (AOPs), residual antimicrobial activity (E. coli), and acute toxicity (Vibrio fischeri). Ofloxacin concentration was monitored with HPLC analyses. The results obtained shown that AOPs applied were efficient for ofloxacin degradation. For UV/H2O2, degradation efficiency was 99% in 60 min of reaction. For UV/TiO2, degradation efficiency was 89.3% in 60 min of reaction when applied 128 mg L-1 TiO2. The addition of 1.68 mmol L-1 of hydrogen peroxide increased the degradation to 97.8%. For both processes, the antimicrobial activity was considerably reduced throughout the reaction, reaching 95% removal when UV/H2O2 was applied and 96% using the UV/TiO2/H2O2 process. The toxicity of the samples did not increase during AOP application, indicating the potential use of these processes for the treatment of aqueous solutions containing ofloxacin / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestra em Engenharia Civil

Allelopathy occurs when one organism releases a compound into the environment that affects the functioning of another organism. Scientists have long suspected that alleopathic plant compounds could offer novel, softer chemistries to the ongoing battle of controlling pests in agricultural fields. Strawberry growers rely on toxic fumigants to kill soilborne fungal pests, weeds, nematodes, and insects. Increased regulations have reduced the use of fumigants (including methyl bromide), and strawberry growers need new sustainable pest control solutions. We selected four putative allelochemicals with known fungicidal and herbicidal activity (ferulic acid, gallic acid, juglone, and p-Coumaric acid). We assessed the pesticidal activity of these plant compounds both in agar and in soil on two emerging soilborne fungal pathogens (Macrophomina phaseolina and Fusarium oxysporum f.sp. fragariae), and four annual weeds commonly found in strawberry production fields (Malva parviflora, Melilotus officinalis, Poa annua, and Senecio vulgaris). We also assayed lettuce (Lactuca sativa ‘Inferno’), which served as a positive control plant species due to its sensitivity to phytotoxic compounds. Fitted sigmoidal dose-response curves predicted EC50 and EC75 values for each combination of plant compound and pest. All plant compounds inhibited the in vitro radial mycelial growth of the two soilborne fungal pathogens in a dose-dependent manner. Fusarium oxysporum f.sp. fragariae was more sensitive to the plant compounds than Macrophomina phaseolina. Average EC50 values for the radial mycelial growth of two F. oxysporum f.sp. fragariae isolates were 75.1 parts per million by weight (ppmw) juglone, 469 ppmw p-Coumaric acid, and 687 ppmw ferulic acid. Average EC50 values for the radial mycelial growth of two M. phaseolina isolates were 196 ppmw juglone, 2869 ppmw p-Coumaric acid, and 5716 ppmw ferulic acid. The three compounds we assayed in vitro also reduced M. phaseolina colony forming unit counts in soil and the EC50 values were 476 ppmw ferulic acid, 612 ppmw juglone, and 827 ppmw p-Coumaric acid. Metconazole, the conventional fungicide control, did not inhibit M. phaseolina colony forming unit counts in soil at its label high rate. The plant compounds required similar or lower rates to inhibit colony forming units that grew from M. phaseolina overwintering structures (microsclerotia) in soil as to inhibit radial mycelial growth in vitro. Based on the EC50 value in soil assays, ferulic acid was the least expensive plant compound to apply on a per acre basis to inhibit M. phaseolina ($74,226). In F.oxysporum f.sp. fragariae soil assays, the compounds induced hormesis at lower rates and may be germination stimulant candidates. Metconazole and the high rates of every compound effectively or completely inhibited F. oxysporum f.sp. fragariae colony forming units in soil. The plant compounds were more herbicidal than fungicidal in vitro. When combining the in vitro seedling length results for L. sativa, M. parviflora, P. annua, and S. vulgaris the EC50 values differed significantly (p < .0001) and were: 47 ppmw juglone, 120 ppmw p-Coumaric acid, 189 ppmw ferulic acid, and 297 ppmw gallic acid. At least one rate of ferulic acid, juglone, and p-Coumaric acid inhibited the germination of all plant species, while gallic acid only inhibited the germination of P. annua at 1000 ppmw (p < .05). In soil, visible microbial contamination in individual wells of 24-well plates and seed dormancy made it difficult to fit curves to weed seedling length data. The soil assay L. sativa seedling length EC50 values 11 days after initial treatment were slightly higher than in vitro, although plant compounds were in the same order of phytotoxicity: 129 ppmw juglone, 616 ppmw p-Coumaric acid, 644 ppmw ferulic acid, and 1584 ppmw gallic acid. Based on the EC50 value in soil assays, the least expensive compound to inhibit L. sativa seedling length on a per acre basis was gallic acid ($21,676). Germination 26 days after initial soil treatment generally declined in a dose-dependent manner for each compound. There was a direct relationship between plant compound rate and seedling damage in soil with the higher rates of all compounds, except p-Coumaric acid, inducing damage comparable to a conventional herbicide (pendimethalin or oxyfluorfen). Contaminated treatments appeared to be due to an interaction between plant compounds and microorganisms because herbicide and water controls had almost no microbial growth 11 days after initial treatment. Further, there was a significant positive linear relationship between level of contamination in phenolic acid-treated wells (ferulic acid, gallic acid, and p-Coumaric acid, p < .0001) and the in soil rate. This relationship was slightly negative in juglone soil treatments (p = .0167), which may be due to its greater antimicrobial activity than the phenolic acids. We propose that herbicidal effects in soil were due to the joint effect of the plant compounds themselves, and the microbial growth in wells. Microbial growth was either antagonistic or additive to the inhibitory action of the plant compounds. The plant compounds we assayed were inhibitory of emerging fungal pathogens in strawberry production and common annual strawberry field weeds. Evidence presented in this thesis correlates well with past research that not only found plant compounds to be herbicidal and fungicidal, but also described their modes-of-action (such as the production of reactive oxygen species that causes necrotic lesions on roots, and inhibition of glycolytic enzyme activity that prevents germination), and implicate plant compounds as carbon sources for a variety of microorganisms. Compound prices are currently exorbitant, but may decline as demand increases. Whether or not they provide effective pest control may depend on soil texture, organic matter, microbial diversity, and other edaphic factors.

Los mecanismos que contribuyen a evitar la herbivoría inducen una respuesta selectiva negativa en los herbívoros, mientras que los que contribuyen a su tolerancia inducen una respuesta selectiva positiva en los mismos. De ahí que las plantas que los poseen se clasifiquen como de baja o de alta palatabilidad, respectivamente. Los mecanismos de evitación compiten por recursos para el crecimiento, lo cual limitaría la productividad de las especies de baja palatabilidad. Por otra parte los mecanismos de evitación disminuyen la calidad de la broza (mantillo y raíces muertas), lo que limitaría la velocidad de descomposición y mineralización de las especies de baja palatabilidad. El objetivo de la presente tesis fue comparar la productividad y la velocidad de descomposición y mineralización de dos especies nativas del Caldenal, una de alta palatabilidad (Poa ligularis) y la otra de baja palatabilidad (Stipa tenuissima). Complementariamente se midió la densidad de tejido, la longevidad, la eficiencia de reabsorción de nitrógeno (N) y la eficiencia de uso de N, a nivel foliar y radical. La metodología abarcó mediciones periódicas de la biomasa aérea y subterránea por el método de la cosecha; incubaciones de hojas, raíces y suelo en condiciones in situ y/o en condiciones de laboratorio; y determinaciones del contenido de N y/o fósforo en hojas, raíces y suelo. P. ligularis fue más productiva, tanto en la parte aérea como en la parte subterránea. S. tenuissima presentó tejidos más densos a nivel foliar y radical, y más longevos y con mayor eficiencia de reabsorción y de uso de nitrógeno a nivel radical. Las hojas de P. ligularis se descompusieron y liberaron nutrientes más rápidamente que las hojas de S. tenuissima, pero las raíces de ambas especies se descompusieron y liberaron nutrientes a un ritmo similar. El concentración de N inorgánico fue similar o mayor en el suelo subyacente a P. ligularis. La tasa de mineralización in situ fue similar o mayor en el suelo subyacente a S. tenuissima, pero la tasa de mineralización potencial de nitrógeno fue superior en el suelo subyacente a P. ligularis. El N retenido en la biomasa microbiana del suelo fue similar o mayor en S. tenuissima. Si bien P. ligularis produjo broza de más calidad y en mayor cantidad que S. tenuissima, dichas diferencias no se tradujeron en forma consistente en una mayor velocidad de descomposición y de liberación de nutrientes, ni en una mayor tasa de mineralización y de concentración de nitrógeno en el suelo in situ en la primera que en la última especie. La estrechez de las diferencias en la calidad de la broza, sumado a episodios de escasez de agua recurrentes que limitarían la expresión de tales diferencias, explicaría las inconsistencias en las diferencias entre la gramínea de alta y la de baja palatabilidad en la dinámica del N mineral en el suelo subyacente a las a las mismas. / Mechanisms that help to avoid herbivory induce a negative selective response in herbivores, whereas those who contribute to herbivory tolerance induce a positive selective response in them. Plants having these mechanisms are classified as palatable or unpalatable species, respectively. Avoidance mechanisms compete for growth resources, which would limit the productivity of unpalatable species. On the other hand, the mechanisms of avoidance diminish litter quality, which would limit decomposition and mineralization speed of unpalatable species. The objective of the present thesis was to compare productivity, and decomposition and mineralization speed of two species native to the Caldenal, a palatable (Poa ligularis) and an unpalatable (Stipa tenuissima) grass species. In addition, tissue density, longevity, nitrogen (N) resorption efficiency and N use efficiency at leaf and root level were measured. The methodology included periodic measurements of above - and belowground biomass by the harvest method; in situ and/or laboratory incubations of leaves, roots and soil samples; as well as determinations of the content of N and / or phosphorus in leaves, roots and soil samples. P. ligularis was more productive, both aboveground and belowground. S. tenuissima presented more dense leaf and root tissues. The later species presented also longer tissue longevity and higher N resorption and N use efficiencies at root level. The leaves of P. ligularis decomposed and liberated nutrients faster than the leaves of S. tenuissima, but the roots of both species decomposed and liberated nutrients to a similar rate. Inorganic N content was similar or higher in the soil under P. ligularis. In situ net N mineralization was similar or higher in the soil under S. tenuissima, but potential net N mineralization was always higher in the soil under P. ligularis. N retained in the soil microbial biomass was higher in the soil under S. tenuissima. Poa ligularis produced more litter and litter of higher quality than S. tenuissima. However, these differences did not consistently translated either in faster decomposition and nutrient release rate or higher in situ net N mineralization and soil N content. Limited variation between species in the chemical composition of litter in combination to frequent moisture limitation episodes, which tend to reduce the influence of species on nutrient dynamics, may explain the inconsistencies in the differences between the palatable and the unpalatable grass in mineral N dynamic in the soil under them.