A inexistência de um agente terapêutico único satisfatório para o tratamento do melanoma metastático e a potencialidade do quimioterápico 5FU (5-fluorouracil) motivou esta pesquisa, a qual teve por objetivo o desenvolvimento tecnológico de sistemas carreadores micro-/ e nanoestruturados contendo 5FU a fim de aumentar sua eficácia terapêutica e reduzir a toxicidade por meio da administração pulmonar. Duas formulações pulverulentas foram desenvolvidas com polímeros naturais, sulfato de condroitina e hidroxipropil-metil-celulose, denominadas 5FU-MS e 5FU-NS, utilizando as técnicas de aspersão e atomização vibracional piezoelétrica, respectivamente. Ambas as formulações foram avaliadas quanto às características físicas e químicas, perfil toxicológico in vivo (C. elegans e em ratos Wistar), e penetração e biodisponibilidade no tecido pulmonar pela quantificação da fração livre de fármaco por microdiálise pulmonar. A análise físico-química revelou a obtenção de partículas micrométricas para 5FU-MS e submicrométricas para 5FU-NS, com diâmetros médios de partícula de 2,546 ± 0,07 m e 0,652 ± 0,03 m, e fração respirável (FR%) de 55,12 ± 2,98 e 76,84 ± 0,07, respectivamente. Ambas demonstraram características e propriedades adequadas para administração pulmonar, com capacidade de deposição nas porções média e profunda. A toxicidade das formulações avaliada em C. elegans considerou o percentual de morte, desenvolvimento, DL50 e produção de ROS para os nematodos sob tratamento agudo e crônico. Os resultados evidenciaram redução significativa da toxicidade proporcionada pela redução da taxa de morte e maior desenvolvimento dos grupos tratados com as formulações 5FU-MS e 5FU-NS em comparação ao fármaco livre, sugerindo perfis de segurança satisfatórios para administração. Além disso, 5FU-MS revelou-se um agente pró-oxidante, representando um diferencial promissor deste sistema, podendo alcançar maior sensibilização das células tumorais com menores doses. A toxicidade pulmonar aguda foi avaliada pela análise de LDH e proteínas totais no fluido de lavagem bronco-alveolar (BALF) após a administração combinada das formulações 5FU-MS e 5FU-NS para administração como um sistema terapêutico único (5FU-MS/NS), e análise de dano tecidual pulmonar em ratos. Os resultados da análise bioquímica e histológica indicaram o baixo potencial de indução de lesão tecidual a partir da administração pulmonar combinada das formulações, em relação ao fármaco livre. A análise do perfil farmacocinético por microdiálise pulmonar evidenciou o êxito no desenvolvimento dos sistemas carreadores, tornando possível duplicar o t1/2 do 5FU e aumentar significativamente a biodisponibilidade no tecido pulmonar. Os resultados obtidos indicam a eficiência das formulações 5FU-MS e 5FU-NS em alcançar os benefícios terapêuticos do fármaco 5FU com menores doses e maiores intervalos de administração. Este trabalho de tese apresenta uma abordagem promissora na terapia de neoplasias com recorrência de metástase pulmonar. / The absence of a single therapeutic agent suitable for the treatment of metastatic melanoma and the potential of 5FU chemotherapy (5-fluorouracil) motivated this study, which aimed the development of carrier systems based on micro-/ and nanostructures containing 5FU to increase the therapeutic efficacy and reduce toxicity of this drug by pulmonary administration. Two different formulations of dry powders were developed with natural polymers, chondroitin sulfate and hydroxypropyl-methyl-cellulose, denomined 5FU-MS and 5FU-NS, using the spray-drying and vibrational piezoelectric atomization techniques, respectively. Both formulations were evaluated in terms of physico-chemical characteristics, in vivo toxicological behaviors (C. elegans and in Wistar rats), bioavailability and penetration in the lung tissue by quantifying of drug free fraction by lung microdialysis. The physicochemical analysis showed that were obtained as micrometric (5FU-MS) and submicron particles (5FU-NS), with average diameters of particle 2.546 ± 0.07 m and 0.652 ± 0.03 m, and respirable fraction (FR%) of 55.12 ± 2.98 and 76.84 ± 0.07, respectively. Both showed suitable characteristics and properties for pulmonary delivery, with deposition capacity in the middle and deep lung portions. The toxicity of the formulations evaluated in C. elegans considered the death rate, body development, DL50 and production of ROS to nematodes under acute and chronic treatment. The results showed significant reduction of toxicity, reducing the death rate and greater development of the groups treated with 5FU-MS and 5FU-NS formulations compared to the free drug, suggesting satisfactory safety profile for administration. In addition, 5FU-MS proved to be a pro-oxidant agent, representing a promising differential of this system which can achieve greater sensitization of tumoral cells with lower doses. Acute pulmonary toxicity was evaluated by analyzing LDH, and total protein in the bronchoalveolar lavage fluid (BALF) after combined administration of 5FU-MS formulations and 5FU-NS for administration as a single therapeutic system (5FU-MS/NS) and analysis of lung tissue damage in rats. The results of biochemical and histological analysis indicated the low potential to induce tissue damage from the pulmonary administration of combined formulations, compared to free drug. Analysis of the pharmacokinetic profile for pulmonary microdialysis showed the successful development of carrier systems, making it possible to double the t1/2 of 5FU and significantly increase bioavailability in lung tissue. The results indicate the effectiveness of the formulations 5FU-MS and 5FU-NS in achieving the therapeutic benefits of the drug 5FU at lower doses and higher dosing intervals. This thesis work presents a promising approach to cancer therapy with lung metastasis recurrence.

O folículo ovariano é composto pelo oócito (gameta feminino) e por várias camadas de células foliculares somáticas, sendo que destas, as mais intimamente associadas com o oócito são as células do cumulus oophorus (CCs), as quais estão em contato direto com o gameta feminino e formam o complexo cumulus-oócito (CCO), e as células murais da granulosa (CGs), que revestem a parede do folículo ovariano. Visto que estas CGs e CCs são facilmente acessadas durante tratamentos de reprodução assistida (RA), que podem ser coletadas sem comprometimento do oócito e que são descartadas após a recuperação do oócito é possível que elas sejam utilizadas em pesquisas que visam elucidar a fisiologia ovariana. No entanto, quando recuperadas, nos ciclos de reprodução assistida, estas células se encontram em um estado luteinizado, devido ao tratamento hormonal que as pacientes realizam. Sabe-se que o uso de CGs luteinizadas em cultura celular para o estudo do processo molecular ovulatório é limitado visto esta prévia exposição celular às gonadotrofinas e ao seu estado luteinizado. Porém, foi demonstrado que CGs luteinizadas podem readquirir sua capacidade de resposta à estimulação por gonadotrofinas, recuperando características semelhantes às daquelas de folículos não luteinizados nos estágios iniciais de diferenciação (early antral não luteinizado). A estimulação destas células com FSH causa aumento na expressão de genes que caracterizam CGs típicas de folículos pré-ovulatórios (pré-ovulatório não luteinizado). Ainda, outra questão importante com relação ao folículo ovariano diz respeito à ação dos androgênios nesta estrutura ovariana, sendo que já se sabe que a ativação do receptor de androgênio, localizado nas células foliculares, é capaz de modular a expressão e a atividade de genes importantes para a manutenção do desenvolvimento do folículo ovariano. Desta forma, sugere-se que o efeito reprodutivo do tratamento com dehidroepiandrosterona (DHEA) e seu sulfato (SDHEA), importantes androgênios, pode ser devido às suas ações justamente no microambiente folicular. Portanto, o objetivo deste trabalho foi analisar a exposição de células foliculares desluteinizadas (estágios early antral e pré-ovulatório) ao SDHEA. Para isto, células da granulosa e do cumulus foram obtidas de pacientes submetidas à fertilização in vitro e foram cultivas separadamente. Inicialmente, fez-se a determinação do melhor tempo de cultivo deste modelo celular proposto, dentre 6, 8 ou 10 dias de cultivo. As análises de viabilidade celular realizadas mostraram que o melhor tempo para o cultivo primário folicular, para as próximas etapas do trabalho, seria de oito dias. Após, também por análises de viabilidade celular, a melhor dose de SDHEA para exposição às células foliculares foi determinada dentre cinco doses testadas em comparação a um controle sem exposição hormonal. As análises mostraram que a dose mais adequada a ser utilizada era a dose de 0,08 μM de SDHEA. Posteriormente, tendo definido o melhor tempo de cultivo e a dose ideal de exposição das células em questão ao SDHEA, os experimentos foram realizados com dois grupos experimentais distintos: células early antral não luteinizadas e células pré-ovulatórias não luteinizadas – expostas ao FSH. Ambos os grupos foram divididos em dois subgrupos: grupo controle (sem exposição hormonal) e grupo SDHEA (com exposição ao SDHEA). Foram feitas dosagens hormonais de SDHEA, de estradiol e de progesterona nos dias 1, 4, 6 e 8 do sobrenadante do cultivo celular. A análise ao longo do tempo mostrou que os valores das dosagens de SDHEA se mantiveram constantes no grupo controle durante todo o período de cultivo celular, não havendo diferença estatística entre as quatro dosagens hormonais feitas neste grupo. Por outro lado, no grupo tratado houve diferença nos valores deste hormônio nos dias 6 e 8, em comparação aos dias 1 e 4, devido justamente ao tratamento com SDHEA realizado neste grupo experimental. Com relação ao estradiol, independente do tipo celular e do estágio de desenvolvimento, foi possível ver que a sua secreção era elevada no primeiro dia de cultivo, diminuindo nos outros dias devido às condições e ao tempo de cultivo do protocolo de desluteinização celular. Além disso, as células tratadas com SDHEA apresentaram uma secreção de estradiol superior àquelas não tratadas. Por fim, as dosagens de progesterona revelaram que o tratamento com SDHEA não alterou a secreção deste hormônio pelas células, em nenhum dos dois estágios de desenvolvimento. Ainda, as células apresentaram uma secreção aumentada de progesterona no sexto dia de cultivo celular em comparação ao primeiro e ao quarto dia; porém, esta secreção começou a diminuir quando do oitavo dia de cultivo. Tendo em vista os resultados obtidos, podemos concluir que o tratamento com SDHEA é capaz de aumentar a secreção de estradiol de células foliculares não luteinizadas, não alterando a secreção de progesterona dessas mesmas células. Mais estudos são necessários para um melhor entendimento dos efeitos do SDHEA nos processos que compõem a foliculogênese. / Ovarian follicle is formed by the oocyte (female gamete) and somatic follicular cells. Those closer to the oocyte are cumulus oophorus cells (CCs), which are in direct contact with the female gamete, and the granulosa mural cells (GCs), which form the wall of the ovarian follicle. As GCs and CCs are easily accessed during assisted reproduction procedures and are discarded after oocyte retrieval, they can be used in research aimed at elucidating ovarian physiology. However, when recovered in assisted reproduction cycles, these cells are in a luteinized state due patient hormonal treatment. It is known that the use of luteinized GCs to study the molecular ovulatory process is limited due to this prior cellular exposure to gonadotrophins and their luteinized state. However, luteinized CGs have been shown to reacquire similar characteristics to those of non-luteinized follicles in early stages of differentiation (non-luteinized early antral). Stimulation of these cells with follicle stimulating hormone (FSH) increases expression of genes that characterize CGs typical of pre ovulatory follicles (non-luteinized pre ovulatory). Another important question regarding the ovarian follicle relates to androgens action in this ovarian structure. As it is known, androgen receptor activation, located in follicular cells, is able to modulate expression and activity of important genes for the maintenance of ovarian follicle development. Thus, authors suggest that the reproductive effect of dehydroepiandrosterone (DHEA) and their sulfate (SDHEA) treatment, important androgens, may be due their actions precisely in the follicular microenvironment. Consequently, the aim of this work was to analyze the exposure to SDHEA of non-luteinized follicular cells (early antral and pre-ovulatory stages). Granulosa and cumulus cells were obtained from patients submitted to in vitro fertilization and were separately cultivated. Initially, the best culture time of this proposed cellular model was determined among 6, 8 or 10 days of culture. Cellular viability analysis showed that primary follicular culture for the next steps of the study would be of 8 days. Thereafter, cellular viability assays were used to determine the best SDHEA dose among 5 doses to follicular cells exposure in comparison to a control without hormonal exposure. The analysis showed that the best dose to use was 0,08 μM of SDHEA. Subsequently, after defined the best culture time and the ideal exposure dose of the cells to SDHEA, experiments were performed with two different experimental groups: non-luteinized early antral cells and non-luteinized pre ovulatory cells – exposed to FSH. Both groups were divided in two subgroups: control group (no hormonal exposure) and SDHEA group (with SDHEA exposure). SDHEA, estradiol and progesterone hormonal dosages of the cell culture supernatant were done on days 1, 4, 6 and 8. Over time analysis revealed that SDHEA values were constant in control group during all the cell culture period, without statistical difference between the four hormonal dosages performed in this group. However, treated group showed a difference in the values of this hormone on days 6 and 8, compared to days 1 and 4, due to treatment with SDHEA of these experimental group . Regarding estradiol, independent of cell type and stage of development, it was possible to see that its secretion was high on the first day of culture, decreasing in others due to conditions and time of culture of the non-luteinized cells protocol. In addition, the SDHEA treated cells presented higher estradiol secretion than those not treated. Finally, progesterone dosages revealed that treatment with SDHEA did not alter this hormone secretion from the cells in either of the two development stages. Besides that, the cells had an increased progesterone secretion on the sixth cell culture day compared to first and fourth day; however, this secretion began to decrease on the eight day of culture. In conclusion, SDHEA treatment is able to increases the non-luteinized follicular cells secretion of estradiol, but it is not able to modify the progesterone secretion of the same cells. More studies are needed to better understand the effects of SDHEA on the process that make part of folliculogenesis.

Solos que contem sulfatos apresentam complicações no seu comportamento quando são tratados com estabilizadores à base de cálcio como a cal. Quando um solo que contem sulfatos reage com cal, formam-se minerais expansivos como a etringita e a taumasita que são responsáveis pela deterioração e falha de vários projetos de solos estabilizados. Tem-se bem demostrado sob ensaios de laboratório que a relação vazios/(agente cimentante) é um parâmetro adequado para a avaliação e previsão de comportamentos mecânicos, como a resistência à compressão simples de vários tipos de solos cimentados artificialmente. Este trabalho pretende encontrar se as previsões da relação vazios/cal na resistência à compressão simples são efetivas para dimensionar misturas de solos sulfatados estabilizados com cal construídas em campo. Para lograr esse objetivo executou-se um programa experimental de ensaios de laboratório em conjunto com a construção de trechos experimentais de solo-cal. Os ensaios de laboratório ajudaram comprender o comportamento de solos sulfatados estabilizados com cal, e demostraram que a relação vazios/cal controla a resistência à compressão simples desses solos estabilizados evidenciando uma relação coerente com os resultados das resistências de campo, encontrando-se que as resistências de campo e laboratório são controladas por essa relação e que podem ser previstas pela mesma Ensaios de Difração de Raios X (DRX) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) identificaram minerais expansivos (etringita) nas amostras estabilizadas com cal e cinza-cal. Finalmente em laboratório foram testadas algumas soluções recomendadas na literatura para melhorar a estabilização de solos sulfatados mediante um projeto experimental demostrando que a estabilização com cinza volante e cal melhoram consideravelmente a resistência, a durabilidade e a estabilidade volumétrica de solos sulfatados enquanto que a técnica do mellowing mostrou melhoras apenas na estabilidade volumétrica do material. / Sulfate rich soils present complications in their behavior when are treated with calcium-based stabilizers such as lime. When a soil containing sulfates reacts with lime, expansive minerals such as ettringite and thaumasite are formed which are responsible for the deterioration and failure of various stabilized soil projects. It has been well demonstrated under laboratory tests that the relationship porosity/cementing agent ratio is an appropriate parameter for the evaluation and prediction of mechanical behavior, such as the unconfined compression strength of various types of artificially cemented soils. This work intends to find out if the predictions of the relation porosity/lime in the unconfined compression strength are effective to design lime stabilized soils mixtures built in field. In order to achieve this objective an experimental program of laboratory tests was carried out together with experimental road sections of lime stabilized soils were built. The laboratory tests helped to understand the behavior of lime stabilized sulfate soils, and demonstrated that the void/lime ratio controls the unconfined compression strength of these stabilized soils and that exist a consistent relationship with the field unconfined compression strength results, finding that both, field and laboratory strengths are controlled and can be predicted by this ratio X-ray diffraction (XRD) and Scanning Electron Microscopy (SEM) tests were performed to identify expansive minerals (ettringite) on soils samples stabilized whit lime and fly ash-lime. Finally, some solutions recommended in the literature have been tested in laboratory to improve the stabilization of sulfate rich soils through an experimental design, showing that the fly ash-lime stabilization improve considerably the strength, durability and volumetric stability of the sulfate rich soils whereas that for the mellowing the improve was observed only on the volumetric stability of the material.

Esta tese foi conduzida com o objetivo de avaliar a exigência do micromineral cobre para matrizes de frangos de corte. Cento e vinte reprodutoras de frangos de corte Cobb 500, com 20 semanas de idade, foram distribuídas aleatoriamente em gaiolas individuais. Depois de alimenta-las por 4 semanas com a dieta deficiente em cobre, as galinhas receberam dietas com níveis graduados de suplementação de cobre (0,0; 3,5; 7,0; 10,5; 14, and 17,5 ppm), utilizando sulfato de cobre (CuSO4 5H2O), totalizando níveis de 2,67; 5,82; 9,38; 12,92; 16,83; 20,19 ppm de cobre analisado na dieta por 20 semanas. As estimativas da exigência de cobre foram feitas utilizando os modelos: exponencial assimptótico (EA), broken line com quadrática (BLQ), e quadrática polinomial (QP). Os requerimentos de cobre obtidos para a produção de ovos (%) e produção total de ovos incubáveis por galinha foram 6,2, 7,3, 12,9 ppm e 8,1, 9,0 e 13,4 ppm, respectivamente usando os modelos EA, BLQ e QP. O modelo QP foi o único que se ajustou para o número total de ovos por galinha, fornecendo 13,1 ppm de cobre como requerimento. A hemoglobina, hematócrito e concentração de cobre no soro das galinhas tiveram os requerimentos estimados em 13,9, 11,3, 18,5 ppm, e 14,6, 13,0, 19,0 ppm, e16,2, 14,6 e 14,2 ppm, respectivamente para os modelos EA, BLQ e QP. O modelo QP foi o único que se ajustou para o número total de ovos por galinha, fornecendo 13,1 ppm de cobre como requerimento. A hemoglobina, hematócrito e concentração de cobre no soro das galinhas tiveram os requerimentos estimados em 13,9, 11,3, 18,5 ppm, e 14,6, 13,0, 19,0 ppm, e16,2, 14,6 e 14,2 ppm, respectivamente para os modelos EA, BLQ e QP. A hemoglobina dos pintos recém-eclodidos não foi afetada pelos níveis de cobre da dieta, enquanto os requerimentos para o hematócrito, peso corporal e comprimento foram de 10,2, 12,3, 13,3 ppm usando os modelos EA, BLQ e QP, e 6,8, 7,1 ppm e 12,9, 13,9 ppm utilizando os modelos EA, BLQ e QP, respectivamente. A máxima resposta para peso do ovo, conteúdo de cobre na gema, espessura da membrana da casca do ovo foram obtidas usando 14,9, 12,7, 15,1 ppm, 15,0, 16,3, 15,7 ppm, e 7,3 7,8, 14,0 ppm de cobre, respectivamente para os modelos EA, BLQ e QP. As porcentagens de gema e albúmen foram ajustadas apenas pelo modelo QP e obtiveram requerimentos estimados em 11 ppm e 11,3 ppm, respectivamente, enquanto a espessura da camada mamilar da casca do ovo foi maximizada com 10,6, 10,1 e 14,4 ppm de cobre usando os modelos EA, BLQ e QP, respectivamente. A média de todos os requerimentos de cobre estimados no presente estudo foi 12,5 ppm. / This thesis was conducted with the objective of evaluating the Cu requirement of broiler breeder hens. One hundred and twenty Cobb 500 hens, 20 weeks of age were randomly allocated into individual cages with the objective of estimating Cu requirements. After being fed a Cu deficient diet for 4 wks, hens were fed diets graded increments of supplemental Cu (0.0; 3.5; 7.0; 10.5; 14, and 17.5 ppm) from Cu sulfate (CuSO4 5H2O), totalizing 2.67; 5.82; 9.38; 12.92; 16.83; 20.19 ppm analyzed Cu in feeds for 20 wks. Estimations of Cu requirements were done using exponential asymptotic (EA), broken line quadratic (BLQ), and quadratic polynomial (QP) models. Cu requirements obtained for hen day egg production and total settable eggs per hen were 6.2, 7.3, 12.9 ppm and 8.1, 9.0 and 13.4 ppm, respectively using EA, BLQ and QP models. The QP model was the only one having a fit for total eggs per hen with 13.1 ppm Cu as requirement. Hemoglobin, hematocrit and serum Cu from hens had requirements estimated as 13.9, 11.3, 18.5 ppm and 14.6, 13.0, 19.0 ppm and 16.2, 14.6, 14.2 ppm, respectively for EA, BLQ and QP models. Hatching chick hemoglobin was not affected by dietary Cu whereas requirements estimated for hatching chick hematocrit, body weight and length were 10.2, 12.3, 13.3 ppm using EA, BLQ and QP models, and 6.8, 7.1 ppm and 12.9, 13.9 ppm Cu using EA and BLQ models, respectively. Maximum responses for egg weight, yolk Cu content, and eggshell membrane thickness were 14.9, 12.7, 15.1 ppm, 15.0, 16.3, 15.7 ppm and 7.3, 7.8, 14.0 ppm Cu, respectively for EA, BLQ and QP models. Yolk and albumen percentage were only adjusted with the QP model and had requirements estimated at 11.0 ppm and 11.3 ppm, respectively, whereas eggshell mammillary layer was maximized with 10.6, 10.1 and 14.4 ppm Cu using EA, BLQ and QP models, respectively. The average of all Cu requirement estimates obtained in the present study was 12.5 ppm Cu.

O objetivo deste trabalho é a extração de Au, Ag, Cu e Zn a partir de dois tipos de lodos galvânicos utilizando um processo híbrido de sulfatação seletiva e lixiviação com tiossulfato de sódio e amônio. Nos experimentos realizados, o lodo galvânico foi misturado com um agente promotor de sulfato (enxofre, sulfato de ferro ou pirita) e foi tratado por processos pirometalúrgicos a temperaturas até 750◦C. Nesta fase, este agente sulfatante é oxidado térmicamente, transformando a atmosfera do forno e os óxidos metálicos em sulfatos solúveis em água. Depois disso, os sulfatos foram tratados por lixiviação com água para a recuperação de Ag, Cu, Ni e Zn. Como o ouro não forma sulfatos nesta reação, foi realizada uma segunda fase de lixiviação utilizando tiossulfato de sódio e de amônio, reagentes eficazes e menos prejudiciais ao ambiente do que o cianeto. Diferentes parâmetros foram analisados como qual agente promotor de sulfatação apresentou a maior recuperação de metais em solução, a proporção ótima lodo galvânico/ agente sulfatação, a temperatura de forno, o tempo de aquecimento no forno e o tempo de lixiviação. Além disso, uma comparação da recuperação de ouro com cianeto e tiossulfato de sódio e de amônio foi realizada. A configuração que demonstrou a melhor recuperação de metal em solução tinha uma proporção de 1: 0,4 de lodo galvânico/enxofre, uma temperatura de forno de 550◦C, um tempo de aquecimento de 90 minutos e um tempo de lixiviação em água de 15 minutos. Usando estes parâmetros, as taxas de recuperação de 75% de prata, 68% de cobre, 52% de Ni e 67% de Zn foram obtidas. A lixiviação de tiossulfato de sódio resultou em uma recuperação de 78% do Au, próximos aos valores obtidos utilizando cianeto. / The purpose of this work is the selective extraction of Au, Ag, Cu and Zn from two types of galvanic sludge using a mixed process of sulfate roasting and sodium thiosulfate and ammonium thiosulfate leaching. In the experiments, the sludge was mixed with a sulfate promoter (sulfur, iron sulfate or pyrite) and treated by pyrometallurgical processes at temperatures up to 750◦C. At this stage, this agent is thermally oxidized, turning the furnace atmosphere and the metallic oxides into water-soluble sulfates. Afterward, the sulfates can be treated by leaching with water for recovery of Ag, Cu, Ni and Zn. The gold does not form sulfates in this reaction and was recovered through a second leaching stage using sodium and ammonium thiosulfate, an effective reagent and less harmful to the environment than cyanide. Different parameters as the sulfate promoter that achieves the highest recovery of metals, the proportion of galvanic sludge to sulfating agent, the temperature, the heating time in the oven and the leaching time were evaluated. Additionally, a comparison of gold recovery using cyanide versus sodium and ammonium thiosulfate was performed. The configuration that showed the best metal recovery included a 1:0.4 ratio of sludge to sulfur, an oven temperature of 550◦C, a roasting time of 90 minutes and a water leaching time of 15 minutes. Using these parameters, recovery rates of 75 % of the silver, 68% of the copper, 52% of Ni and 67% of the Zn were obtained. The sodium thiosulfate leaching resulted in a recovery of 78% of the Au, close to the values obtained using cyanide.

abstract: Water contamination with nitrate (NO3−) (from fertilizers) and perchlorate (ClO4−) (from rocket fuel and explosives) is a widespread environmental problem. I employed the Membrane Biofilm Reactor (MBfR), a novel bioremediation technology, to treat NO3− and ClO4− in the presence of naturally occurring sulfate (SO42−). In the MBfR, bacteria reduce oxidized pollutants that act as electron acceptors, and they grow as a biofilm on the outer surface of gas-transfer membranes that deliver the electron donor (hydrogen gas, (H2). The overarching objective of my research was to achieve a comprehensive understanding of ecological interactions among key microbial members in the MBfR when treating polluted water with NO3− and ClO4− in the presence of SO42−. First, I characterized competition and co-existence between denitrifying bacteria (DB) and sulfate-reducing bacteria (SRB) when the loading of either the electron donor or electron acceptor was varied. Then, I assessed the microbial community structure of biofilms mostly populated by DB and SRB, linking structure with function based on the electron-donor bioavailability and electron-acceptor loading. Next, I introduced ClO4− as a second oxidized contaminant and discovered that SRB harm the performance of perchlorate-reducing bacteria (PRB) when the aim is complete ClO4− destruction from a highly contaminated groundwater. SRB competed too successfully for H2 and space in the biofilm, forcing the PRB to unfavorable zones in the biofilm. To better control SRB, I tested a two-stage MBfR for total ClO4− removal from a groundwater highly contaminated with ClO4−. I document successful remediation of ClO4− after controlling SO4 2− reduction by restricting electron-donor availability and increasing the acceptor loading to the second stage reactor. Finally, I evaluated the performance of a two-stage pilot MBfR treating water polluted with NO3− and ClO4−, and I provided a holistic understanding of the microbial community structure and diversity. In summary, the microbial community structure in the MBfR contributes to and can be used to explain/predict successful or failed water bioremediation. Based on this understanding, I developed means to manage the microbial community to achieve desired water-decontamination results. This research shows the benefits of looking "inside the box" for "improving the box". / Dissertation/Thesis / Ph.D. Sustainability 2014

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2017-08-11T13:35:45Z No. of bitstreams: 1 PDF - Rodrigo de Andrade Barbosa.pdf: 16832850 bytes, checksum: 003b948634b5b9d73fdf0e982252cd69 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-11T13:35:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Rodrigo de Andrade Barbosa.pdf: 16832850 bytes, checksum: 003b948634b5b9d73fdf0e982252cd69 (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the treatment of sanitary sewage in UASB reactors anaerobic digestion occurs, among the several processes that comprise it, sulfide produces sulfide, which causes several problems, such as: odor emanation, corrosion, toxicity and decrease of methane concentration in the Biogas. This research aims to improve processes to produce elemental sulfur and reduce the concentration of sulfides in the effluent and biogas of UASB reactors with the addition of oxidants in the treatment of sanitary sewage. The experimental investigation was divided into three phases. In the first one, three reactors were used, two microaerobes and a UASB reactor with addition of nitrate to the tributary. In the second phase, a microaerobic reactor and a UASB reactor with nitrate addition were operated. In the third phase two reactors were operated, one microaerobic and one UASB reactor (control). When analyzing the results of the reactor monitoring, it was possible to identify that the first-stage microaerobic reactors with sulfide removal efficiencies higher than 90%. And an elemental sulfur production of approximately 28% in relation to the total affluent sulfur. In the second phase the reactors also removed more than 90% of the total dissolved sulfide, but with respect to the elemental sulfur, the production had less expressive results. The nitrate addition reactors showed 98% of the sulphide removal 2- -1 efficiencies, with a mean concentration of 0.2 ± 0.06 mg S-S . L . In the third phase the microaeration provided a sulfide removal of 84% in the effluent and 97% in the biogas, with an average of 8 ppm. Then there was a reduction in the emanation of odors and several other problems related to high concentrations of sulphide in the effluent and in the biogas of UASB reactors. / No tratamento de esgoto sanitário em reatores UASB ocorre a digestão anaeróbia, dentre os vários processos que a compõem, a sulfetogênese ocasiona a produção de sulfetos, que acarreta vários problemas, como: emanação de odores, corrosão, toxicidade e diminuição da concentração de metano no biogás. Esta pesquisa tem como objetivo aprimorar processos para produzir enxofre elementar e reduzir a concentração de sulfetos no efluente e no biogás de reatores UASB com adição de oxidantes, no tratamento de esgoto sanitário. A investigação experimental foi dividida em três fases. Na primeira foram utilizados 3 reatores, dois microaeróbios e um reator UASB com adição de nitrato ao afluente. Na segunda fase foram operados um reator microaeróbio e um reator UASB com adição de nitrato. Na terceira fase foram operados dois reatores, um microaeróbio e um reator UASB (controle). Ao se analisar os resultados do monitoramento dos reatores, foi possível identificar que os reatores microaeróbios operados na primeira fase com eficiências de remoção de sulfeto superiores a 90%. E uma produção de enxofre elementar de aproximadamente 28% em relação ao enxofre total afluente. Na segunda fase os reatores também removeram mais de 90% do sulfeto total dissolvido, porém referente ao enxofre elementar, a produção teve resultados menos expressivos. Os reatores com adição de nitrato foram observados 98% de eficiências na remoção de 2- -1 sulfetos, com concentração média de 0,2 ± 0,06 mg S-S . L . Na Terceira fase a microaeração proporcionou uma remoção de sulfetos de 84% no efluente e de 97% no biogás, com média de 8 ppm. Então houve uma redução na emanação de odores e diversos outros problemas relacionados a concentrações elevadas de sulfeto no efluente e no biogás de reatores UASB.

A evolução do processo de reparo ósseo foi avaliada, em alvéolos dentários de ratos, frente ao coágulo sangüíneo, bem como ao implante de sulfato de cálcio di-hidratado e da hidroxiapatita BTCP GenPhos. Foram utilizados 48 ratos machos, divididos em três grupos, nos quais foi realizada a extração do incisivo superior direito. No grupo I, os alvéolos foram preenchidos com coágulo sangüíneo, permanecendo dessa forma como controle. No grupo II, implantou-se no alvéolo sulfato de cálcio di-hidratado e, no grupo III, realizou-se a inserção da hidroxiapatita BTCP GenPhos nos alvéolos. Após 7, 15 e 30 dias dos procedimentos cirúrgicos, os animais foram mortos, as hemimaxilas direitas removidas e processadas histologicamente para a realização das análises microscópicas descritiva e quantitativa, cujos resultados foram submetidos aos testes estatísticos de Kruskal-Wallis e Dunn. Foi possível concluir que o processo de reparo alveolar, aos 7, 15 e 30 dias, ocorreu de forma semelhante entre os grupos do coágulo sangüíneo, do sulfato de cálcio di-hidratado e da hidroxiapatita BTCP GenPhos, destacando-se a diferença significativa quanto à neoformação óssea, aos 15 dias, entre os grupos controle e hidroxiapatita BTCP GenPhos; e que, aos 30 dias, a evolução da neoformação óssea foi igual para todos os grupos analisados. / The evolution of bone repair was evaluated in tooth sockets of rats filled with blood clot as well as after placement of calcium sulfate dihydrate implant and hydroxyapatite BTCP GenPhos. The study sample was composed of 48 males rats divided into three groups, which were submitted to extraction of the right maxillary incisor. In group I, the sockets were filled with blood clot and were kept as such as control. Group II received a calcium sulfate dihydrate implant, and group III was submitted to placement of hydroxyapatite BTCP GenPhos in the sockets. At 7, 15 and 30 days after surgery, the animals were killed, the right hemimaxillae were removed and histologically processed for descriptive and quantitative microscopic analysis, whose results were statistically analyzed by the Kruskal-Wallis and Dunn tests. It was concluded that the alveolar repair process at 7, 15 and 30 days was similar for sockets filled with blood clot, calcium sulfate dihydrate and hydroxyapatite BTCP GenPhos, with emphasis to the significant difference with regard to new bone formation at 15 days between the control and hydroxyapatite BTCP GenPhos groups; and, at 30 days, the evolution of new bone formation was similar for all study groups

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico / Os compostos benzeno, tolueno, etilbenzeno e os xilenos (BTEX) sÃo os hidrocarbonetos monoaromÃticos que agregam maior risco ao meio ambiente, principalmente devido Ãs caracterÃsticas tÃxicas e carcinogÃnicas. Dentre os mÃtodos usualmente aplicados na remoÃÃo de BTEX em Ãguas contaminadas, o tratamento anaerÃbio tem merecido destaque principalmente em relaÃÃo aos baixos custos. Nesse sentido, buscou-se avaliar diferentes estratÃgias de remoÃÃo de BTEX em condiÃÃes anaerÃbias. Foram realizados ensaios em fluxo contÃnuo em trÃs biorreatores anaerÃbios que foram alimentados com soluÃÃo sintÃtica de BTEX (~ 3 mg.L-1 de cada composto) solubilizados em etanol e operados a 27ÂC. As concentraÃÃes dos BTEX foram determinadas por cromatografia. No biorreator metanogÃnico foram analisadas as seguintes influÃncias: 1) do tempo de detenÃÃo hidrÃulico (TDH) (48 h, 36 h e 24 h); 2) da carga orgÃnica volumÃtrica; 3) da recirculaÃÃo do efluente; 4) e do sistema microaerÃbio. O reator sulfetogÃnico foi operado com um TDH de 48 h e foram testados diferentes razÃes DQO/SO4-2 de aproximadamente 12, 5, 2,5 e estequiomÃtrica- com diferentes cargas orgÃnicas. O reator desnitrificante foi operado tambÃm com um TDH de 48 h nas razÃes DQO/NO3- de aproximadamente 12 e 5. Os reatores avaliados mostraram-se bastante estÃveis durante todas as fases do experimento. Com relaÃÃo à remoÃÃo de BTEX, de uma forma geral, as menores eficiÃncias de remoÃÃo foram encontradas para o benzeno, independente do tipo de aceptor final de elÃtrons, indicando a difÃcil biodegradaÃÃo desse composto sob condiÃÃes anaerÃbias, enquanto que as maiores eficiÃncias foram observadas para os xilenos e o tolueno, chegando a remoÃÃes de atà 90%. Tais valores levam em conta possÃveis interferÃncias de adsorÃÃo e de volatilizaÃÃo. TambÃm foi notado que deve haver uma sinergia entre os distintos compostos, podendo esta exercer um forte efeito sobre as eficiÃncias de remoÃÃo dos BTEX. Comparando-se os trÃs reatores, notou-se que nÃo houve melhora significativa nas eficiÃncias de remoÃÃo dos compostos na presenÃa de nitrato ou sulfato. O reator biolÃgico metanogÃnico forneceu elevadas eficiÃncias na remoÃÃo de DQO, superiores a 80% em mÃdia, para as fases que as concentraÃÃes de substrato estavam altas, produzindo biogÃs (predominantemente na forma de gÃs metano), nÃo acumulando Ãcidos graxos volÃteis, e com alcalinidade suficiente para tamponar o meio em pH neutro. A fase que obteve os melhores resultados de remoÃÃo de BTEX (cerca de 94%) foi a que tinha um sistema microaerÃbio adicionado ao reator metanogÃnico, com eficiÃncias de remoÃÃo de DQO superiores a 85%. / The compounds benzene, toluene, ethylbenzene and xylenes (BTEX) are monoaromatic hydrocarbons compounds which represent a high risk for the environment, mainly due to their toxic and carcinogenic characteristics. Among the methods usually applied for the removal of BTEX from contaminated waters, anaerobic treatment has drawn attention especially because of its low cost. Accordingly, anaerobic biodegradation of BTEX was assessed under methanogenic, denitrifying and sulfidogenic conditions. Assays were performed in three bitstream anaerobic bioreactors that were fed with a synthetic solution of BTEX (~ 3 mg.L-1 of each compound) solubilized in ethanol and operated at 27ÂC. The concentrations of BTEX were determined by chromatography. In methanogenic bioreactor were analyzed the following influences: 1) the The hydraulic retention time (HRT) (48 h, 36 h and 24 h), 2) the shock loading, 3) the effluent recycling , 4) and microaerobic system. The sulfidogenic reactor was operated with a HRT of 48 h with different DQO/SO4-2 ratios of approximately 12, 5, 2.5, and stoichiometric with different organic fillers. The denitrifying reactor was also operated with a HRT of 48 h in the rations DQO/NO3-1 of approximately 12 and 5. The reactors evaluated were quite stable during all phases of the experiment. About BTEX removal, in general, benzene showed the lower removal efficiencies, regardless of the electron acceptor, indicating the difficulty of biodegradation of this compound under anaerobic conditions. The highest removal efficiencies were observed for toluene and xylenes, reaching up to 90% removal. These values take into account possible interferences of adsorption and volatilization. It was also noted that there should be a synergy between the different compounds that could have a strong effect on the removal efficiencies of BTEX. Comparing the three reactors, it was noted that there was significant improvement in the removal efficiency of the compounds in the presence of nitrate or sulfate. The methanogenic reactor showed high COD removal efficiencies higher than 80% on average for the phases with a high substrate concentration, producing biogas (mainly in the form of methane) not accumulating volatile fatty acids, and with enough alkalinity to buffer the medium at neutral pH. The phase that achieved the best results BTEX removal (about 94%) was the one that had a microaerobic system added to methanogenic reactor, with COD removal efficiencies exceeding 85%.

O chumbo (Pb) é um metal pesado, tóxico e está presente em diversos sistemas biológicos. Quando absorvido pelo organismo na forma iônica (Pb2+) atua em vários órgãos e sistemas, podendo ocasionar alterações graves no sistema nervoso central. Em adição, tem sido relatado que o íon ferroso (Fe2+) pode apresentar, entre outros, um efeito protetor na neurotoxicidade causada pelo Pb2+. Portanto, o objetivo deste estudo foi avaliar os marcadores de estresse oxidativo no cérebro de ratos expostos com acetato de chumbo (Pb(C2H3O2)2) associado ou não ao sulfato ferroso (FeSO4). Assim, 36 ratos machos (Rattus norvergicus) recém desmamados, divididos em 6 grupos (G), de 6 animais cada, foram expostos durante 6 semanas. No grupo controle (G1) os animais ingeriram água deionizada; G2 e G3 receberam 0,26 mM e G4 e G5 1,05 mM de acetato de chumbo, somado a isso G3 e G5 foram suplementados com 20 mg de sulfato ferroso/Kg peso corporal a cada 2 dias; e para G6 utilizou-se água deionizada e sulfato ferroso. O cérebro dos animais foi coletado para a análise da atividade enzimática de catalase (CAT), superóxido dismutase (SOD), glutationa peroxidase (GPx), a concentração de glutationa reduzida (GSH), lipoperoxidação (TBARS), hidroperóxido de lipídio (HL) e das substâncias antioxidantes totais (SAT) (técnicas ABTS e DPPH). A atividade das enzimas GPx e SOD nos grupos experimentais diminuiu em relação ao controle, assim como ocorreu com a concentração de GSH (p<0,05). Quanto às análises de HL e CAT, a primeira apresentou tendência de aumento na concentração dos grupos experimentais sem exposição concomitante, já a segunda demonstrou discreta inclinação de aumento na atividade em relação ao controle (p>0,05). A dosagem de SAT-ABTS mostrou aumento nos grupos expostos com 1,05 mM de acetato de chumbo. Em relação à SAT-DPPH houve diminuição nos grupos experimentais (p<0,05). De acordo com os resultados, as enzimas SOD e GPX e a GSH são afetadas pelo acetato de chumbo e a exposição ao sulfato ferroso altera essa dinâmica. No entanto, estudos posteriores são necessários para verificar se o sulfato ferroso funcionaria como protetor ao efeito tóxico do acetato de chumbo. / Lead (Pb2+) is a toxic heavy metal, found in all stages of the inert environment and in several biological systems. When uptaken by the organism, acts on several organs and systems and may cause severe damage in Central Nervous System. In addition, it has been reported that iron (Fe2+) may present, a protective effect on neurotoxicity caused by Pb2+. Therefore, the aim of this study was to evaluate the markers of oxidative stress in the brain of rats exposed with lead acetate (Pb(C2H3O2)2) associated or not with ferrous sulfate (FeSO4). Thus, 36 rats weaning (Rattus norvegicus) were, divided into 6 groups (G) of six animals and were exposed for six weeks.In the control group (G1), the animals received deionized water; G2 and G3 received 0,26 mM, G4 and G5 1,05 mM of lead acetate; in addition to this G3 and G5 were supplemented with 20mg of ferrous sulfate/Kg body weight every 2 days; G6 received deionized water and ferrous sulfate were used. The animals\' brains were collected for analysis of the enzymatic activity of catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), glutathione peroxidase (GPx), the concentration of reduced glutathione (GSH), lipid peroxidation (TBARS), lipid hydroperoxide (LH) and total antioxidant substances (TAS) (ABTS and DPPH technics). The activity of the enzymes SOD and GPx in the experimental groups decrease compared to control, as well as the concentration of GSH (p<0.05). Concerning to the analysis of HL and CAT, the first tended to increase the concentration in experimental groups without concomitant exposure with FeSO4, while the second showed a slight tendency for increase in activity compared to control (p>0.05). The dosage of TAS-ABTS showed an increase in the groups exposed with 1,05 mM of lead acetate. Regarding the SAT- DPPH there was a decrease in the experimental groups (p <0.05). According to the results, the enzymes SOD and GPx and GSH were affected by lead acetate and exposure with ferrous sulfate change this dynamic. However, further studies are needed to verify if ferrous sulfate acts as a protective against toxic effect of lead acetate.