Memoria para optar el título de Bioquímico

Memoria para optar al Título Profesional de Médico Veterinario / La co-fortificación de la harina de trigo con hierro (Fe) y zinc (Zn) es una estrategia utilizada para prevenir estas deficiencias en la población. Debido a que el zinc puede interactuar negativamente con el hierro, el objetivo fue evaluar el efecto del Zn sobre la absorción de Fe de pan preparado con harina de trigo fortificada con Fe y niveles crecientes de Zn. Participaron en el estudio trece mujeres entre 30-46 años de edad, utilizando método anticonceptivo y con prueba de embarazo negativa. Ellas recibieron en 4 días diferentes, luego de una noche de ayuno, 100 g de pan preparado con harina de trigo (70% extracción) fortificado con 30 mg Fe/kg como sulfato ferroso (A) o preparado con harina fortificada con Fe pero con niveles crecientes de Zn, como sulfato de zinc: 30 mg/kg (B), 60 mg/kg (C) o 90 mg/kg (D). Los panes fueron consumidos junto a una infusión de 200 mL de té. Fueron utilizados isótopos radioactivos de Fe (59Fe and 55Fe) de alta actividad específica como trazadores de la absorción de Fe, la que se midió por la incorporación de Fe radiactivo en los eritrocitos. El promedio geométrico y rango ±1 DE de la absorción de Fe fue: A=6,5% (2,2-19,3), B=4,6% (1,0-21,0), C=2,1% (0,9-4,9) y D=2,2% (0,7-6,6), respectivamente, ANOVA para medidas repetidas F=10.9, p<0.0001 (Test post hoc de Scheffè A vs D y B vs D p<0.05). Se puede concluir que la absorción de Fe del pan hecho con harina de trigo, de baja extracción, fortificada con 30 mg/kg de hierro, como sulfato ferroso y consumido con té, es comparable a la obtenida cuando se fortifica la harina con 30 mg/kg de zinc, como sulfato de zinc. A niveles de enriquecimiento de 60 y 90 mg de Zn/kg hay una reducción estadísticamente significativa de la absorción de Fe / Financiamento: Proyecto Fondecyt 1100094

O etanol é o combustível que mais se destaca como alternativa à gasolina no setor do transporte. No entanto, a melhoria da eficiência da fermentação, aprimorando o processo de conversão de biomassa em etanol combustível e reduzindo o custo de produção são desafios ainda pertinentes. Neste cenário, as fermentações com alta concentração de açúcar ou VHG (very high gravity) estão sendo cada vez mais estudadas. A adição de compostos como fonte de nitrogênio pode gerar benefícios para a produção de etanol, entretanto, a maioria dos estudos com suplementação de fontes nitrogenadas é realizada em sistema descontínuo simples e em escala laboratorial, embora os processos fermentativos industriais sejam conduzidos em sistema descontínuo alimentado. Neste contexto, este trabalho visou avaliar o perfil fermentativo da linhagem CAT-1 em mosto contendo alta concentração de açúcar fermentescível e suplementado com as fontes nitrogenadas peptona e sulfato de amônio, nas concentrações 5 e 10 g/L, em sistema de descontínuo simples e descontínuo alimentado com reciclo de células, utilizando diferentes escalas produtivas. Nos experimentos em sistema descontínuo simples, os tratamentos controle e peptona (5 g/L) apresentaram uma melhor produção de etanol, maior rendimento e produtividade em comparação com os demais tratamentos. Nos experimentos em sistema descontínuo alimentado não houve diferença significativa entre os tratamentos controle e peptona 5 e 10g/L, porém, o tratamento com sulfato de amônio (10 g/L) apresentou parâmetros fermentativos de produção de etanol e produtividade superiores ao tratamento controle, o oposto do descontínuo simples. Os resultados mostraram que quando as células de levedura foram submetidas a concentrações crescentes de açúcar, como é o caso do sistema descontínuo alimentado, ocorre uma adaptação das mesmas, proporcionando melhores resultados, com uma redução no tempo de fermentação para 16h. Além disso, a alta concentração de etanol no meio fermentativo causa um efeito prejudicial às células, já que nos tratamentos onde houve teores mais elevados de etanol ocorreu menor viabilidade e maior quantidade de açúcar residual. / Ethanol is the fuel that stands out as an alternative to gasoline in the transportation sector. However, improving the efficiency of fermentation, improving the process of converting biomass to fuel ethanol and reducing the cost of production are still relevant challenges. In this scenario, fermentations with high sugar concentration or very high gravity (VHG) are being studied more and more. The addition of compounds as a source of nitrogen can generate benefits for ethanol production, however, most of the studies with nitrogen supplementation are carried out in a simple discontinuous system and in laboratory scale, although the industrial fermentation processes are conducted in a fed batch system . In this context, the objective of this work was to evaluate the fermentation profile of the CAT-1 strain in must containing high fermentable sugar concentration and supplemented with nitrogen peptone and ammonium sulfate at 5 and 10 g / L in a simple discontinuous system and fed batch system, fed with recycle of cells, using different productive scales. In the simple discontinuous system experiments, the control and peptone treatments (5 g / L) presented better ethanol production, higher yield and productivity in comparison to the other treatments. However, the treatment with ammonium sulfate (10 g / L) showed fermentative parameters of ethanol production and productivity higher than the control treatment, the opposite of simple discontinuity. The results showed that when the yeast cells were submitted to increasing concentrations of sugar, as is the case of the fed batch system, an adaptation occurs, providing better results, with a reduction in the fermentation time to 16h. In addition, the high concentration of ethanol in the fermentation medium causes a detrimental effect on the cells, since in the treatments with higher levels of ethanol; less viability and more residual sugar were observed.

Orientador: Valquíria de Campos / Banca: Isaac Jamil Sayeg / Banca: Darllan Collins da Cunha e Silva / Resumo: A adequação no tratamento da água, para abastecimento público envolve a compreensão da vulnerabilidade de mananciais e de situações de risco à saúde humana. Da mesma forma, o sucesso do tratamento de água de superfície depende, fortemente, da eficácia do desempenho do coagulante. Com a qualidade dos mananciais comprometida por diferentes cenários, tornase indispensável, o processo de desenvolvimento de abordagens eficazes para as questões de caráter econômico e ambiental. O tratamento de água de superfície objetiva, de modo geral, a remoção de impurezas com o propósito de enquadrá-la no padrão de potabilidade, essencialmente, através do uso de produtos químicos. Neste sentido, o presente trabalho analisou a eficiência de três produtos comerciais: sulfato de alumínio, policloreto de alumínio e PGα21Ca. Para tanto, foram realizados ensaios de coagulação-floculação e sedimentação, em água da ETA de Salto de Pirapora, São Paulo, Brasil. Os resultados obtidos do PGα21Ca revelam caráter, essencialmente, inorgânico, com teores elevados de sulfato de cálcio (87%) e 5% de ácido γ-poliglutâmico, entre outros compostos químicos. O PGα21Ca apresentou maior eficiência de remoção de turbidez e cor aparente, com valores de 1,93 NTU de turbidez remanescente e 96,89% de remoção de cor aparente e pouca alteração no pH do meio, demonstrando efetividade para o tratamento de água para abastecimento público. O PAC apresentou resultados inferiores para clarificação da água quando comparado ao PGα21... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The suitability in the treatment of water for public supply involves understanding the vulnerability of sources and situations of risk to human health. Similarly, the success of surface water treatment depends strongly on the effectiveness of the coagulant performance. With the quality of water sources compromised by different scenarios, it is essential to the effective approaches development process for the economic and environmental character issues. The water treatment lens surface generally the removal of impurities in order to fit it in potable standard, mainly through the use of chemicals. In this sense, the present study examined the effectiveness of three commercial products: aluminum sulphate, polyaluminum chloride and PGα21Ca. Therefore, tests were carried out coagulation-flocculation and sedimentation in water of Salto de Pirapora WTP, São Paulo, Brazil. The results obtained reveal the character PGα21Ca essentially inorganic, with high levels of calcium sulfate (87%) and 5% γ-polyglutamic acid, and other chemical compounds. The PGα21Ca showed higher turbidity and apparent color removal efficiency, with values of 1.93 NTU turbidity and remaining 96.89% removal of apparent color and little change in pH of the medium, demonstrating the effectiveness for water treatment. The PAC presented lower results for clarification of water when compared to PGα21Ca and better results when compared to aluminum sulfate. Using PGα21Ca in Rio Grande water did not obtain significant results when compared to the water of the Salto de Pirapora WTP. / Mestre

El crecimiento desmedido de especies como Chara contraria y Stuckenia pectinata dentro de los canales de riego, reduce la capacidad de transporte del agua en el sistema de riego del Valle Inferior del Río Colorado (VIRC). La presente tesis incluye el estudio de la capacidad invasora de C. contraria, diferentes opciones de control químico aplicables tanto en preemergencia como en postemergencia y el impacto del riego con agua tratada con productos químicos sobre distintos cultivos. C. contraria tiene la habilidad de colonizar rápidamente ambientes disturbados. Si bien, al momento de iniciarse la temporada de riego se registraron diferencias en promedio de 13.108 y 742 emergencias de talos m-2 en canales sin reestructurar y reestructurados respectivamente, se establece prontamente un stand monoespecífico en solo tres meses. El control químico en preemergencia se evaluó mediante la aplicación de diuron en canales de riego y diuron, metsulfuron, imazapir y ácido acético en sedimento seco colocado en acuarios. Solo los tratamientos de diuron en acuarios redujeron el crecimiento de C. contraria, aunque por efecto del lavado continuo de este producto por el agua de riego estos resultados no se repitieron en los canales. Entre los métodos de control evaluados en postemergencia en acuarios o canales, las aplicaciones de SCP a 0,625 y 1,25 ppm de cobre con tiempos de contacto (TC) mayores a 12h produjeron una reducción de la biomasa de C. contraria seguido de un rápido rebrote 10 días después del tratamiento. Se midió solo un 20% del cobre aplicado presente en el agua de riego 200m luego de la aplicación. El uso de diuron a 1ppm y TC de 8 -18 horas redujo la biomasa y evitó el rebrote de C. contraria y S. pectinata únicamente en acuarios. La aplicación de paraquat a 0,5ppm durante 18h de TC permitió reducir significativamente la biomasa de S. pectinata en acuarios y mostrar síntomas de marchitamiento de hojas en canales de riego, seguido de un rebrote 14 días después del tratamiento. El uso de 1,24 g de sulfato de amonio y cal L-1 durante 12h redujó la biomasa de C. contraria tanto en acuarios como en canales de riego. El secado de canales de riego durante los meses de verano por 7 a 12 días redujo en promedio un 80% la biomasa de C. contraria. Respecto al riego con agua tratada con SCP durante dos años, no se midió reducciones en el crecimiento ni acumulación de cobre en los tejidos, aunque si se detectó un aumento en el contenido de cobre disponible de los suelos irrigados. Mientras que los riegos con paraquat y SA y cal resultaron seguros para Trifolium pratense y Allium cepa a las dosis ensayadas para el control de C. contraria y S. pectinata, el riego con agua tratada con diuron produjo efectos fitotóxicos sobre estos mismos cultivos a partir de 0,016ppm. La información presentada en esta tesis deriva en el aporte de conocimiento aplicable con bases ecofisiológicas que contribuyen al manejo integrado de malezas acuáticas sumergidas en canales de riego. / The excessive growth of species such as Chara contraria and Stuckenia pectinata within irrigation canals reduces the water transport capacity of the irrigation system of the Lower Valley of the Colorado River (VIRC). This thesis includes the study of the invasive capacity of C. contraria, different chemical control options applicable both pre-emergence and post-emergence, and the impact of irrigation with water treated with chemical products on several crops. C. contraria has the ability to rapidly colonize disturbed environments. At the beginning of the irrigation season, although average differences of 13,108 and 742 thallus emergence per square meter were recorded in unrestructured and restructured canals, respectively, it quickly establishes in a monospecific stand in just three months. Chemical control in preemergence was evaluated through the application of diuron in irrigation canals and diuron, metsulfuron, imazapir and acetic acid in dry sediment placed in aquariums. Only the diuron treatments in aquarium reduced the growth of C. contraria, although due to the effect of the continuous washing of this product by the irrigation water, these results were not repeated in canals. Among the control methods evaluated postemergence in aquariums or canals, SCP applications at 0.625 and 1.25 ppm of copper with contact times (TC) greater than 12 hours produced a reduction in C. contraria biomass followed by a rapid regrowth 10 days after treatment. Only 20% of the applied copper present in the irrigation water 200m downstream of the application point was measured. The use of diuron at 1ppm and TC of 8 -18 hours reduced the biomass and prevented the regrowth of C. contraria and S. pectinata only in aquariums. Paraquat application at 0.5ppm during 18h of TC significantly reduced the biomass of S. pectinata in aquariums and showed slight symptoms of leaf wilting in irrigation canals, followed by regrowth 14 days after treatment. The use of 1.24 g de ammonium sulfate and lime per liter for 12 hours reduced the biomass of C. contraria both in aquariums an irrigation canals. Drying irrigation canals during the summer months for 7 to 12 days reduced the biomass of C. contraria by an average of 80%. Regarding irrigation with water treated with SCP for two years, no reductions in growth or accumulation of copper in the tissues were measured, although an increase in the available copper content of the irrigated soils was detected. While the irrigation with paraquat and SA and lime were secure for Trifolium pratense and Allium cepa at tested doses for the control of C. contraria and S. pectinata, the irrigation with water treated with diuron produced phytotoxic effects on these same crops from of only 0.016ppm. The information presented in this thesis derives in the amount of applicable knowledge with ecophysiological bases that contribute to the integrated management of submerged aquatic weeds in irrigation canals.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a interferência da sulfetogênese sobre a produção de metano em reator anaeróbio de leito fixo ordenado tratando água residuária orgânica contendo sulfato. A escolha dessa configuração de reator foi devida à possibilidade de manutenção de uma área transversal de escoamento na zona reacional, o que minimiza diversos problemas oriundos da colmatação do leito por acúmulo de polímeros extracelulares e sólidos suspensos nos interstícios do material suporte. Foram utilizados dois sistemas em paralelo com as mesmas características operacionais e alimentados com água residuária sintética simulando alguns componentes da fração solúvel da vinhaça, e matéria orgânica constituída por uma mistura de sacarose, etanol e fenol. Um dos reatores recebeu adição de sulfato apenas como fonte de enxofre requerido pela digestão anaeróbia e o outro recebeu dosagem de sulfato para relações DQO/Sulfato de 3 a 5. O estudo se estendeu por 7 fases operacionais distintas. A concentração afluente de matéria orgânica variou de 800 para 1000, 2000 e 4000 mg.L-1. O tempo de detenção hidráulica (TDH) foi de 24 h. Na última fase operacional (com carga orgânica aplicada de 4 g.L-1.dia-1) as eficiências de remoção de matéria orgânica chegaram a cerca de 97% no reator metanogênico e de 96% no reator sulfetogênico. Este último também obteve eficiências de remoção de sulfato da ordem de 97% nessa fase (com relação DQO/Sulfato de 3 e concentração afluente de sulfato de 1300 mg.L-1), chegando ao máximo de 99% de remoção em alguns dias de operação. No sistema sulfetogênico a relação DQO/Sulfato que proporcionou maiores eficiências de remoção combinada de matéria orgânica e sulfato, com maior geração de alcalinidade, foi de 3 gDQO/gSO42-. Os reatores metanogênico e sulfetogênico apresentaram rendimentos de metano próximos ao longo do tempo, tendo o sistema sulfetogênico apresentado rendimento de metano superior ao alcançado pelo sistema metanogênico em alguns dias da operação. Na última fase os rendimentos médios de metano obtidos foram, nas CNTP, da ordem de 320 mLCH4/gDQOremovida no reator sulfetogênico, e da ordem de 315 mLCH4/gDQOremovida no reator metanogênico. Esses resultados não indicaram inibição significativa da atividade metanogênica sob as condições impostas no sistema sulfetogênico, viabilizando a recuperação de energia pelo aproveitamento do metano. / The aim of this study was to evaluate the interference of sulphidogenesis on methane production in structured bed anaerobic reactor treating organic wastewater containing sulphate. Choosing this setting reactor was due to the possibility of maintaining a crosssectional area of flow in the reaction zone, which minimizes several problems caused by the clogging of the bed by accumulation of extracellular polymers and suspended solid in the interstices of support material. Two parallel systems were used with the same operational features and fed with synthetic wastewater simulating some compounds of the soluble fraction of vinasse, and organic matter constituted by a mixture of sucrose, ethanol and phenol. One reactor received sulphate just as a source of sulfur required for anaerobic digestion and another one received sulphate dosage for COD/Sulphate ratios from 3 to 5. Seven distinct operational phases were tested. The influent concentration of organic matter ranged from 800 to 1000, 2000 and 4000 mg.L-1. The hydraulic retention time (HRT) was 24 h. In the last step (with organic loading rate of 4 g.L-1.day-1) the efficiencies of organic matter removal were around 97% in the methanogenic reactor and 96% in sulfidogenic reactor. The last one also achieved efficiencies of sulphate removal close to 97% in this phase (COD/Sulphate ratio of 3 and influent sulphate concentration of 1300 mg.L-1), reaching a maximum removal of 99% in some operational days. The COD/Sulphate ratio in sulfidogenic system that showed higher efficiencies of combined removal of organic matter and sulphate, with higher generation of alkalinity, was 3 gCOD/gSO42-. The methanogenic and sulfidogenic reactors showed similar values of methane yield, having the sulfidogenic system presented higher methane yield than achieved by methanogenic system at some operational days. In the last phase the average yields of methane obtained, at NTP, were around 320 mLCH4/gCODremoved in the sulfidogenic reactor, and around 315 mLCH4/gCODremoved in the methanogenic reactor. These results indicated no significant inhibition of methanogenic activity under the conditions imposed in sulfidogenic system, enabling energy recovery by use of produced methane.

O objetivo deste trabalho foi avaliar a interferência da sulfetogênese sobre a produção de metano em reator anaeróbio de leito fixo ordenado tratando água residuária orgânica contendo sulfato. A escolha dessa configuração de reator foi devida à possibilidade de manutenção de uma área transversal de escoamento na zona reacional, o que minimiza diversos problemas oriundos da colmatação do leito por acúmulo de polímeros extracelulares e sólidos suspensos nos interstícios do material suporte. Foram utilizados dois sistemas em paralelo com as mesmas características operacionais e alimentados com água residuária sintética simulando alguns componentes da fração solúvel da vinhaça, e matéria orgânica constituída por uma mistura de sacarose, etanol e fenol. Um dos reatores recebeu adição de sulfato apenas como fonte de enxofre requerido pela digestão anaeróbia e o outro recebeu dosagem de sulfato para relações DQO/Sulfato de 3 a 5. O estudo se estendeu por 7 fases operacionais distintas. A concentração afluente de matéria orgânica variou de 800 para 1000, 2000 e 4000 mg.L-1. O tempo de detenção hidráulica (TDH) foi de 24 h. Na última fase operacional (com carga orgânica aplicada de 4 g.L-1.dia-1) as eficiências de remoção de matéria orgânica chegaram a cerca de 97% no reator metanogênico e de 96% no reator sulfetogênico. Este último também obteve eficiências de remoção de sulfato da ordem de 97% nessa fase (com relação DQO/Sulfato de 3 e concentração afluente de sulfato de 1300 mg.L-1), chegando ao máximo de 99% de remoção em alguns dias de operação. No sistema sulfetogênico a relação DQO/Sulfato que proporcionou maiores eficiências de remoção combinada de matéria orgânica e sulfato, com maior geração de alcalinidade, foi de 3 gDQO/gSO42-. Os reatores metanogênico e sulfetogênico apresentaram rendimentos de metano próximos ao longo do tempo, tendo o sistema sulfetogênico apresentado rendimento de metano superior ao alcançado pelo sistema metanogênico em alguns dias da operação. Na última fase os rendimentos médios de metano obtidos foram, nas CNTP, da ordem de 320 mLCH4/gDQOremovida no reator sulfetogênico, e da ordem de 315 mLCH4/gDQOremovida no reator metanogênico. Esses resultados não indicaram inibição significativa da atividade metanogênica sob as condições impostas no sistema sulfetogênico, viabilizando a recuperação de energia pelo aproveitamento do metano. / The aim of this study was to evaluate the interference of sulphidogenesis on methane production in structured bed anaerobic reactor treating organic wastewater containing sulphate. Choosing this setting reactor was due to the possibility of maintaining a crosssectional area of flow in the reaction zone, which minimizes several problems caused by the clogging of the bed by accumulation of extracellular polymers and suspended solid in the interstices of support material. Two parallel systems were used with the same operational features and fed with synthetic wastewater simulating some compounds of the soluble fraction of vinasse, and organic matter constituted by a mixture of sucrose, ethanol and phenol. One reactor received sulphate just as a source of sulfur required for anaerobic digestion and another one received sulphate dosage for COD/Sulphate ratios from 3 to 5. Seven distinct operational phases were tested. The influent concentration of organic matter ranged from 800 to 1000, 2000 and 4000 mg.L-1. The hydraulic retention time (HRT) was 24 h. In the last step (with organic loading rate of 4 g.L-1.day-1) the efficiencies of organic matter removal were around 97% in the methanogenic reactor and 96% in sulfidogenic reactor. The last one also achieved efficiencies of sulphate removal close to 97% in this phase (COD/Sulphate ratio of 3 and influent sulphate concentration of 1300 mg.L-1), reaching a maximum removal of 99% in some operational days. The COD/Sulphate ratio in sulfidogenic system that showed higher efficiencies of combined removal of organic matter and sulphate, with higher generation of alkalinity, was 3 gCOD/gSO42-. The methanogenic and sulfidogenic reactors showed similar values of methane yield, having the sulfidogenic system presented higher methane yield than achieved by methanogenic system at some operational days. In the last phase the average yields of methane obtained, at NTP, were around 320 mLCH4/gCODremoved in the sulfidogenic reactor, and around 315 mLCH4/gCODremoved in the methanogenic reactor. These results indicated no significant inhibition of methanogenic activity under the conditions imposed in sulfidogenic system, enabling energy recovery by use of produced methane.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-06-02T19:23:38Z No. of bitstreams: 1 KarlaCarolineDeFreitasAraujo_DISSERT.pdf: 1870305 bytes, checksum: 4694ccd85b26ce4b7293c91c651d59e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-06-05T23:20:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KarlaCarolineDeFreitasAraujo_DISSERT.pdf: 1870305 bytes, checksum: 4694ccd85b26ce4b7293c91c651d59e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-05T23:20:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KarlaCarolineDeFreitasAraujo_DISSERT.pdf: 1870305 bytes, checksum: 4694ccd85b26ce4b7293c91c651d59e1 (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / Neste trabalho foi utilizada a tecnologia eletroqu?mica para um estudo mais aprofundado dos mecanismos de gera??o de persulfato, que ocorre in situ e em fluxo cont?nuo com o ?nodo de diamante dopado com boro, BDD (sigla em ingl?s). Foram desenvolvidos um micro e macro eletrodo de BDD para realizar os experimentos de oxida??o e eletrolise das solu??es com ?cido sulf?rico (H2SO4) concentrado e com diferentes adi??es de ?gua (0,014 mmol/L, 0,022 mmol/L, 0,028 mmol/L, 0,032 mmol/L, 0,035 mmol/L, 0,037 mmol/L, 0,039 mmol/L, 0,040 mmol/L e 0,042 mmol/L), assim como solu??o dodecil sulfato de s?dio (SDS) (1,7 mmol/L) e sulfato de s?dio (Na2SO4) 50 mmol/L e 250 mmol/L. Os resultados mostraram que os radicais hidroxilas podem ser eletroquimicamente produzida em altas concentra??es, no ?nodo de BDD, favorecendo rea??es secund?ria, como a forma??o de oxig?nio. No entanto, a partir dos resultados obtidos, a rea??o favorecida ? a produ??o de persulfatos, logo identificado pela espectrofotometria, minimizando a produ??o de oxig?nio e abrindo a possibilita da forma??o de persulfato. Logo se conclui que a produ??o de persulfato ? fact?vel a partir da rea??o entre os radicais ?OH e SO4-2 em solu??o. A n?o forma??o do oxig?nio, em certas concentra??es, foi o ponto chave para a conclus?o de que o persulfato est? sendo formado por dois mecanismos diferentes. Outro estudo importante foi com dodecil sulfato de s?dio (SDS). Inicialmente uma solu??o de 0,05M Na2SO4, foi eletrolisada e observou-se que nas correntes de 15 e 30 mA cm-2 a produ??o de esp?cie oxidante de persulfato s?o bem pr?ximas (0,0003/0,0004 mmol/L) diferente do que se foi observado na corrente de 60 mA-2, onde produ??o deste oxidante alcan?ou seu m?ximo em 0,00015 mmol/L. Entretanto quando adicionado 500 ppm de (SDS) ? solu??o de 0.050M Na2SO4, ocorreu um aumento na produ??o dessa esp?cie em todas em as desnsidades de correntes aplicadas, 15, 30 e 60 mA cm-2 . / In this work, electrochemical technology was used for a more detailed study of the mechanisms of the generation of persulfate, which occurs in situ and in continuous flow with boron doped diamond anode (BDD). A micro and macro electrode of BDD was developed to perform the oxidation and electrolysis experiments of the solutions with concentrated sulfuric acid (H2SO4) and with different additions of water 0,014 mmol/L, 0.022 mmol/L, 0.028 mmol/L, 0.032 mmol/L, 0.035 mmol/L, 0.037 mmol/L, 0.039 mmol/L, 0.040 mmol/L e 0.042 mmol/L), as well assodium dodecyl sulfate solution (SDS) (1.7 mmol/L) with sodium sulfate (Na2SO4) 50 mmol/L and 250 mmol/L. The results showed that hydroxyl radicals can be generated electrochemically at the anode at high concentrations of BDD favor secondary reactions such as the formation of oxygen. However from the results obtained, the favored reaction is the production of persulfates, then identified by spectrophotometry, minimizing oxygen production and enables the opening of persulfate formation. Therefore it can be concluded that the persulfate production is feasible from the reaction between the radical ?OH and SO4-2 in solution. No formation of oxygen in certain concentrations was the keyto the completion of the persulfate being formed by two different mechanisms. Another important result was the SDS; Initially 50mmol/L solution of Na2SO4 was electrolyzed. It was observed than in the density of current 15 and 30 mA cm-2 the production of persulfate are very close (0.0003/0.0004 mmol/L). In the current of 60 mA cm-2, the production of this oxidant achieved its maximum 0.00015 mmol/L. However, when 500 ppm of (SDS) was added in the solution of 50 mmol/L Na2SO4, the producution of persulfate is greater than tha solution whitout SDS.

O presente trabalho teve, por objetivo principal, analisar a remoção de sulfato em águas de drenagem ácida de minas em dois tipos de reatores anaeróbios, um com crescimento granular (UASB) e outro com biomassa aderida (RAHLF). Estudos anteriores publicados na literatura apresentam resultados positivos quanto ao tratamento anaeróbio de drenagem ácida de minas, entretanto, na maioria deles, é aplicado um tratamento preliminar à água residuária antes do tratamento principal. Esse trabalho avaliou a operação de reatores anaeróbios sem prévio tratamento da drenagem ácida sob diferentes variáveis. Para o reator anaeróbio horizontal de leito fixo (RAHLF), foram analisadas as variáveis relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\', correção do pH afluente, carga de sulfato aplicada e a recirculação da fase líquida. Os resultados mostraram que a redução da carga de sulfato aplicada foi o fator determinante para os bons resultados de remoção, encontrados ao longo da operação dos reatores (70% de remoção de sulfato e 75% de remoção de DQO). A relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\' também foi importante e quando utilizada a relação estequiométrica de 0,67, a eficiência de remoção de sulfato atingiu níveis superiores a 70% com pequeno acúmulo de ácido acético no efluente. Para a operação do reator anaeróbio de manta de lodo (UASB), as variáveis analisadas foram o volume da manta de lodo, a relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\', a carga de sulfato aplicada e a recirculação da fase líquida. Como para o RAHLF, a redução da carga de sulfato aplicada foi essencial para o melhor funcionamento do UASB. A relação DQO/\'SO IND.4\'POT.2-\' de 1,0 promoveu melhora na eficiência do reator, quando comparada à relação estequiométrica e a recirculação no reator só foi positiva quando realizada com água de abastecimento, tendo o reator entrado em colapso quando a recirculação foi realizada com o efluente tratado. / The main objective of this work was to evaluate the sulfate removal from acid mine drainage in two types of anaerobic reactors, one with a granular sludge (UASB) and another with immobilized biomass (HAIB reactor). Previous published studies have showed positive results for the anaerobic treatment of acid mine drainage, however, in most of them, it was applied a pre-treatment operation. This study evaluated the operation of anaerobic reactors without pre-treatment of the acid mine drainage under different parameters. The parameters COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio, correction of affluent pH, sulfate loading and recirculation of the liquid phase were tested for horizontal-flow anaerobic immobilized biomass (HAIB) reactor. The results showed that the decrease in the sulfate loading was a determining factor for the successful sulfate removal found throughout the operation of the reactors. The COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio was also important and the removal efficiency of sulfate reached levels above 70% with a small accumulation of acetic acid in the effluent when using stoichiometric ratio of 0.67. For the operation of the upflow anaerobic sludge blanket (UASB) reactor, the parameters were the volume of the sludge blanket, the COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio, the sulfate loading and the recirculation of the liquid phase. Similarly ti the HAIB reactor, reducing the sulfate load was essential for obtaining better results. The COD/\'SO IND.4\'POT.2-\' ratio of 1.0 showed a improved sulfate removal efficiency for the UASB reactor when compared to stoichiometric ratio at 0.67 ant the recirculation in this reactor was only positive when carried out with tap water. The UASB reactor collapsed when recirculation was carried out whit the treated effluent.

Ce travail de thèse visait à développer des procédés d'élimination des sulfates permettant la réduction des teneurs en sulfates des DC et des sols gypsifères afin d'améliorer la qualité des déchets et des sols à des fins agricoles ou des applications de recyclage. Le concept de traitement des DC par lixiviation à l'eau a été étudié (colonne de lixiviation). Les sulfates contenus dans les lixiviats sont ensuite éliminés à l'aide d'un traitement chimique ou biologique. L'approche biologique mise en oeuvre dans ce travail a consisté à mettre en oeuvre la réduction biologique des sulfates au sein de bioréacteurs de conception différente (i.e. réacteur UASB, réacteur à lit fluidisé inverse (IFB) ou d'un réacteur anaérobie gas lift). L'efficacité d'élimination des sulfates la plus élevée atteinte par ces trois systèmes varie de 75 à 95%. L'eau traitée provenant du bioréacteur peut alors ensuite être réutilisé dans la colonne de lixiviation. Le traitement chimique des sulfates est une option alternative pour traiter les lixiviats. Plusieurs produits chimiques ont été testés, (chlorure de baryum, nitrate de plomb (II), le chlorure de calcium, le carbonate de calcium, l'oxyde de calcium, et du sable recouvert d'un mélange d'oxydes d'aluminium et de fer). Un rendement de 99,9% d'élimination des sulfates (par précipitation) a été atteint avec le chlorure de baryum et le nitrate de plomb (II).Pour le traitement des DMA et des sols gypseux, cinq types de substrat organique tel que les copeaux de bambou, les boues d'épuration des eaux usées municipales, de l'écorce de riz, de coques de noix de coco broyée et des boues d'épuration des eaux usées d'une ferme porcine ont été testés comme donneurs d'électrons pour la réduction biologique des sulfates. L'efficacité de la réduction des sulfates la plus élevé (84%) a été obtenue en utilisant un mélange d'écorce de riz, de coques de noix de coco broyée et des boues d'épuration des eaux usées d'une ferme porcine comme donneurs d'électrons. Ensuite, ce mélange organique a été utilisé pour le traitement des sols gypsifères. Le sol de la mine de gypse a été mélangé avec le mélange organique en différentes proportions (10, 20, 30 et 40% de sol). Le rendement le plus élevé de 59 % de réduction des sulfates a été atteint dans le mélange de sol qui contient 40 % de matière organique. L'élimination des sulfures présents dans l'effluent des procédés de réduction biologique des sulfates est nécessaire. En effet, les sulfures peuvent causer plusieurs impacts environnementaux ou être ré-oxydé en sulfate si ils sont directement rejetés dans l'environnement. Le traitement électrochimique des effluents est l'une des solutions alternatives pour la récupération du soufre élémentaire à partir des sulfures. Une électrode de graphite a été testée comme électrode permettant l'oxydation électrochimique des sulfures en soufre élémentaire. Une électrode en graphite de grande surface est nécessaire afin d'avoir une résistance électrique la plus faible possible. La vitesse d'oxydation des sulfures la plus élevée est atteinte lors de l'application d'une résistance de 30 Ω à une concentration en sulfure de 250 mg.L-1 / Solid wastes containing sulfate, such as construction and demolition debris (CDD), are an important source of pollution, which can create a lot of environmental problems. It is suggested that these wastes have to be separated from other wastes, especially organic waste, and place it in a specific area of the landfill. This results in the rapid rise of the disposal costs of these gypsum wastes. Although these wastes can be reused as soil amendment or to make building materials, a concern has been raised by regulators regarding the chemical characteristics of the material and the potential risks to human health and the environment due to CDD containing heavy metals and a high sulfate content. Soils containing gypsum, namely gypsiferous soils, also have several problems during agricultural development such as low water retention capacity, shallow depth to a hardpan and vertical crusting. In some mining areas, gypsiferous soil problems occur, coupled with acid mine drainage (AMD) problems which cause a significant environmental threat. Reduction of the sulfate content of these wastes and soils is an option to overcome the above mentioned problems. This study aimed to develop sulfate removal systems to reduce the sulfate content of CDD and gypsiferous soils in order to decrease the amount of solid wastes as well as to improve the quality of wastes and soils for recycling purposes or agricultural applications. The treatment concept leaches the gypsum contained in the CDD by water in a leaching step. The sulfate containing leachate is further treated in biotic or abiotic systems. Biological sulfate reduction systems used in this research were the Upflow Anaerobic Sludge Blanket (UASB) reactor, Inverse Fluidized Bed (IFB) Reactor and Gas Lift Anaerobic Membrane Bioreactor (GL-AnMBR). The highest sulfate removal efficiency achieved from these three systems ranges from 75 to 95%. The treated water from the bioreactor can then be reused in the leaching column. Chemical sulfate removal (abiotic system) is an alternative option to treat the CDD leachate. Several chemicals were tested including barium chloride, lead(II) nitrate, calcium chloride, calcium carbonate, calcium oxide, aluminium oxide and iron oxide coated sand. A sulfate removal efficiency of 99.9% was achieved with barium chloride and lead(II) nitrate.For AMD and gypsiferous soils treatment, five types of organic substrate including bamboo chips (BC), municipal wastewater treatment sludge (MWTS), rice husk (RH), coconut husk chip (CHC) and pig farm wastewater treatment sludge (PWTS) were tested as electron donors for biological sulfate reduction treating AMD. The highest sulfate reduction efficiency (84%) was achieved when using the combination of PWTS, RH and CHC as electron donors. Then, this organic mixture was further used for treatment of the gypsiferous soils. The gypsum mine soil (overburden) was mixed with an organic mixture in different amounts including 10, 20, 30 and 40% of soil. The highest sulfate removal efficiency of 59% was achieved in the soil mixture which contained 40% organic material.The removal of sulfide from the effluent of the biological sulfate reduction process is required as sulfide can cause several environmental impacts or be re-oxidized to sulfate if directly discharged to the environment. Electrochemical treatment is one of the alternatives for sulfur recovery from aqueous sulfide. A non-catalyzed graphite electrode was tested as electrode for the electrochemical sulfide oxidation. A high surface area of the graphite electrode is required in order to have less internal resistance as much as possible. The highest sulfide oxidation rate was achieved when using the external resistance at 30 Ω at a sulfide concentration of 250 mg L-1