Tese (livre-docencia) Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-15T19:22:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T13:02:24Z : No. of bitstreams: 1 97689.pdf: 1730061 bytes, checksum: ae63e758ce20381950b0ecce72a4dc53 (MD5) / Vários estudos sobre a recuperação de enxofre tem sido desenvolvidos no Instituto de Química da Universidade Federal do Rio de Janeiro, dentro do Projeto XISTOQUÍMICA, na busca de caminhos que permitam um aproveitamento mais racional do xisto e do carvão nacionais. Em uma de suas linhas de pesquisa o Projeto previa o emprego do monóxido de carbono como agente carbonilante e dessulfurizante de produtos da pirólise do xisto e do carvão. Um dos possíveis produtos desta ação é o oxi-sulfeto de carbono, sendo de grande interesse conhecer e analisar o seu comportamento térmico. No presente estudo examinam-se alguns aspectos relacionados com a decomposição térmica do oxi -sulfeto de carbono. Nos ensaios fazia-se o oxi-sulfeto de carbono percolar através de um leito de pirólise mantido em temperatura constante. De um ensaio para outro, aumentava-se a temperatura do leito, objetivando-se com isto, examinar o efeito ao acréscimo de temperatura na composição da mistura gasosa resultante. Cinco materiais foram empregados como leito de pirólise: cristal de rocha, xisto calcinado, quartzo platinado, alumina e sílica gel. As temperaturas de trabalho variaram de 100 a 1 000°C. Os produtos gasosos da reação foram separados e identificados através da cromatografia com fase gasosa. A reação entre o íon tiocianato e o ácido sulfúrico diluído (1 : 1), através da qual pode-se obter o oxi-sulfeto de carbono, também foi objeto de estudo. Pela primeira vez empregou-se a cromatografia com fase gasosa e a espectrometria de absorção no infravermelho para separar e identificar, de modo inequívoco, os gases produzidos na reação. Os produtos solúveis e insolúveis da reação também foram pesquisados.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas / Made available in DSpace on 2012-10-16T01:00:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0Bitstream added on 2016-01-08T15:41:46Z : No. of bitstreams: 1 81778.pdf: 2579938 bytes, checksum: eea2f48d89a3a87161bf84b267b722fb (MD5) / A reação entre vapores de enxofre diluídos em nitrogênio com coque catarinense para formar sulfeto de carbono, foi estudada em um micro-reator de quartzo na faixa de 700 - 900oC. Em condições de ordem zero a velocidade de aparecimento do sulfeto de carbono é catalisada por sais de metais alcalinos (LiNO3, NaNO3, KNO3, Na2CO3, K2CO3 e Cs2CO3), alcalinos- terrosos (Ca(NO3)2) e de metais de transição (Ni(NO3)2 e Ti(oxalato)2). Estes sais foram incorporados ao coque por impregnação.

MEDEIROS, Jand-Venes Rolim. Efeitos gastroprotetor e procinético do sulfeto de hidrogênio (H2S) em camundongos - papel dos neurônios aferentes sensíveis a capsaicina, receptores vanilóides do tipo 1 (TRPV1) e canais de K ATP-depedentes (KATP). 2009. 122 f. Tese (Doutorado em Farmacologia) - Universidade Federal do Ceará. Faculdade de Medicina, Fortaleza, 2009. / Submitted by denise santos (denise.santos@ufc.br) on 2012-06-13T13:29:41Z No. of bitstreams: 1 2009_tese_jrmedeiros.pdf: 926412 bytes, checksum: ba8bd7e9bc4c5df915a83a7d70e9f3cb (MD5) / Approved for entry into archive by Eliene Nascimento(elienegvn@hotmail.com) on 2012-06-13T16:51:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_tese_jrmedeiros.pdf: 926412 bytes, checksum: ba8bd7e9bc4c5df915a83a7d70e9f3cb (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-13T16:51:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_tese_jrmedeiros.pdf: 926412 bytes, checksum: ba8bd7e9bc4c5df915a83a7d70e9f3cb (MD5) Previous issue date: 2009 / Recently, the involvement of H2S has been demonstrated in several physiological and pathological conditions, being constitutively produced in mammalian tissues. AIM: To study the role of H2S on both the gastric mucosa defense and the control of gastric motility in mice, and additionally to evaluate the participation of KATP channels, capsaicin-sensitive afferent neurons and TRPV1 receptors in these effects. METHODS: Swiss mice were pre-treated with either L-cysteine (25, 50 or 100 mg/kg, p.o), NaHS (75, 150 or 300 µmol/kg, p.o) or Lawesson´s reagent (3, 9, 27 or 81 µmol/kg, p.o). The animals were then given ethanol 50% (0.5ml/25g, p.o.) 30 min later. After 1h of ethanol instillation, the mice were sacrificed and had the stomach collected to measure the injured area through planimetry software. Moreover some samples were obtained to histopathological analysis, glutathione (GSH), and malonyldialdehyde (MDA) dosages. In the study of gastric empty, the animals were administered L-cysteine, NaHS or Lawesson´s reagent, and 30 min later a phenol red solution (0.75 mg/ml) diluted in glucose (5%) was also given. The sacrifice was performed 10, 20 or 30 min after the latter to determine in a spectrophotometer the gastric empty. In another experimental setting, glibenclamide (3 or 10 mg/Kg, v.o.) or capsazepine (10 mg/kg, i.p) were injected 1h previously to the L-cysteine (50 mg/kg, p.o) or H2S donors (NaHS 150 µmol/kg or Lawesson´s reagent 27µmol/kg, p.o) instillation. In order to study the role of capsaicin-sensitive afferent neurons, high neurotoxic doses of capsaicin was instilled into the animals. On the 8th day post capsaicin injection, NaHS or Lawesson´s reagent was administered. The protocol for ethanol administration, sacrifice, and dosages were repeated for these conditions as described previously. Finally, the spontaneous contraction of isolated gastric fundus to KCl (control contraction) and growing doses of NaHS was determined in vitro through and isometric force transducer connected to an acquisition system. RESULTS: L-cysteine, NaHS and Lawesson´s reagent prevented, in a dose dependent manner, the ethanol-induced gastric injury. Besides, high and low levels of GSH and MDA were found respectively in comparison to the control group given only ethanol. Glibenclamide (10 mg/kg) and capsazepine completely reversed the protective effect of the H2S donors. The animals that undergone afferent neuronal ablation also developed gastric lesions despite the injection of L-cysteine and H2S donors. NaHS, Lawesson´s reagent and L-cysteine all accelerated gastric empty in comparison to the control group and in a dose-dependent manner. Such prokinetic effect was abolished in glibenclamide and capsazepine pre-treated mice. The NaHS was also able to induce an increase in gastric fundus basal tonus in vitro presenting a ceiling effect in the concentration of 300µM when compared with the standard KCl contraction. CONCLUSIONS: The H2S prevented the ethanol-induced gastric damage, GSH consumption, and lipid peroxidation processes in the stomach mucosa of mice. The H2S also revealed a prokinetic effect leading to a higher liquid gastric empty in mice. Such results seem to be dependent on KATP channels, sensory afferent neurons, and TRPV1 receptors activation. / Recentemente, foi demonstrado que o H2S está envolvido em inúmeras funções fisiológicas e patológicas, sendo produzido em muitos tecidos de mamíferos. OBJETIVOS: Avaliar o papel do H2S na defesa da mucosa e no controle da motilidade gástrica em camundongos, bem como estudar a participação dos canais de KATP, dos neurônios sensoriais sensíveis à capsaicina e dos receptores TRPV1 neste efeito. MÉTODOS: Camundongos Swiss foram pré-tratados com L-cisteína (25, 50 ou 100 mg/kg, v.o), NaHS (75, 150 ou 300 µmol/kg, v.o) ou Lawesson´s (3, 9, 27 ou 81 µmol/kg, v.o). Trinta minutos depois, o etanol 50% (0,5ml/25g, v.o) foi administrado. Depois de 1 h, os animais foram sacrificados e os estômagos abertos para determinação da área da lesão usando planimetria computadorizada. Além disso, fragmentos de tecidos foram removidos para análise microscópica e dosagem de glutationa e malondialdeído. Para o estudo do esvaziamento gástrico, outro grupo experimental foi tratado, por gavagem, com as mesmas doses de L-cisteína, NaHS ou Lawesson´s, decorridos 30 min os animais receberam uma solução glicosada (5%) contendo vermelho de fenol (0,75 mg/ml) em cada animal. Após 10, 20 ou 30 min os animais foram sacrificados e o esvaziamento gástrico foi avaliado por técnica de espectrofotometria. Em outro grupo experimental os animais foram pré-tratados com glibenclamida (3 e 10 mg/Kg, v.o.) ou capsazepina (10 mg/kg, i.p). Após 1h, foram administrados a L-cisteína (50 mg/kg) ou os doadores de H2S (NaHS 150 µmol/kg ou o reagente de Lawesson´s 27µmol/kg, v.o). Trinta minutos depois, o etanol 50% foi administrado para avaliação da lesão gástrica e solução de vermelho de fenol foi administrada para avaliar o esvaziamento gástrico conforme descrito anteriormente. Para o estudo dos neurônios aferentes, foi realizado protocolo de ablação dos com doses neurotóxicas de capsaicina. Após 8 dias, os animais receberam NaHS ou o Lawesson´s e o protocolo de lesão gástrica por etanol 50% foi determinado como descrito acima. Também foi determinado a contratilidade espontânea do fundo gástrico incubado com doses crescentes de NaHS ou KCl (controle) utilizando um transdutor de força isométrico acoplado a um sistema de aquisição de dados. RESULTADOS: A administração de L-cisteína, NaHS ou Reagente de Lawesson´s preveniu, de forma dose dependente, a lesão por etanol no estômago. Essa proteção foi acompanhada do aumento de GSH e diminuição dos níveis gástricos de MDA quando comparado com o grupo tratado apenas com etanol. Glibenclamida (10 mg/kg) e a capsazepina reverteram completamente esse efeito protetor dos doadores de H2S. Nos animais depletados de neurônios aferentes, também houve uma reversão do efeito protetor dos doadores de H2S e da L-cisteína. O NaHS, o Lawesson´s e a L-cisteína promoveram aceleração do esvaziamento gástrico quando comparado com o controle, de maneira dose dependente. Este efeito procínético foi abolido pela pré-administração de glibenclamida e capsazepina O NaHS também foi capaz de induzir um aumento no tônus basal que iniciou-se com máximo efeito na concentração de 300 µM em relação à contração controle de KCl. CONCLUSÕES: o H2S preveniu a lesão gástrica, o consumo de GSH e aumento da peroxidação lipídica na mucosa gástrica, induzidos pela administração de etanol em camundongos. O H2S também apresentou efeito procinético, acelerando o esvaziamento gástrico de líquidos em camundongos. Podemos inferir que esses efeitos devem-se a ativação dos canais de KATP, dos neurônios sensoriais sensíveis à capsaicina e dos receptores TRPV1.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:07:00Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo7856_1.pdf: 1644765 bytes, checksum: 78af274fa8cbddf0ead67a4369532c65 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2006 / O tratamento das águas residuárias de uma indústria de componentes eletrônicos que utiliza níquel em seu processo de deposição eletroquímica, consiste no uso dos métodos físico-químicos tradicionais, como precipitação química e filtração. Esta indústria da região nordeste remove o níquel presente em seu efluente pela adição de sulfeto de sódio em excesso garantindo a completa precipitação do metal. O processo de oxidação adotado pela indústria para remover o sulfeto remanescente é a remoção com ar comprimido, este processo não tem sido eficiente para atender aos parâmetros ambientais (1mg/L segundo Resolução CONAMA 357/05). Neste trabalho foi realizado um estudo da oxidação de sulfetos partindo-se de uma amostra do efluente contendo 100mg/L de sulfeto utilizando oxidantes alternativos como: peróxido de hidrogênio, permanganato de potássio, hipoclorito de sódio e hipoclorito de cálcio. Foi realizado um planejamento fatorial 2³ com dois níveis e três variáveis, a fim de determinar as melhores condições de oxidação. As variáveis estudadas para cada tipo de oxidante foram: concentração (%), pH e tempo de reação (min). Os resultados obtidos para cada oxidante foram: 85% para o hipoclorito de cálcio em condições de pH (6,5), concentração (3%) e tempo (5 min); 76% para o peróxido de hidrogênio em pH (6,5), concentração (10%) e tempo (5 min); 91% para o hipoclorito de sódio em pH (3,5), concentração (3%) e tempo (5 min) e 80% para o permanganato de potássio em pH (3,5), concentração (3%) e tempo (5 min). Nas condições estudadas o melhor rendimento foi para o hipoclorito de sódio

Um dos problemas em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) é a emissão de sulfeto de hidrogênio (H2S), podendo causar danos à saúde de populações humanas e aos ecossistemas. Para controlar a produção desse gás gerado por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), Bactérias Oxidadoras de Enxofre (BOE) podem ser utilizadas na conversão de H2S em sulfato. A tese foi dividida em dois estudos: no estudo 1, foi realizado um teste piloto para definir a melhor metodologia para detecção de sulfato em caldo inorgânico. A detecção de sulfato foi realizada a partir de espectrofotometria, por EAA e cromatografia iônica, utilizando a linhagem Paracoccus pantotrophus ATCC 35512 como padrão de referência, sendo incubada em caldo inorgânico suplementado com tiossulfato de sódio (Na2S2O3.5H2O), sulfeto de sódio (Na2S) e sulfito de sódio (Na2SO3), separadamente. O método cromatográfico foi o mais sensível para detectar sulfato, e o caldo inorgânico contendo tiossulfato de sódio foi o único que apresentou resultados diferentes em relação ao controle negativo. Tais resultados foram utilizados como padrão de referência para avaliar a produção de sulfato produzido por isolados bacterianos selecionados de diferentes ETEs. Assim, por processo de enriquecimento a partir de 8 meios seletivos, foram prospectados 37 isolados bacterianos de 5 ETEs. Posteriormente, foi feita a triagem a partir de curvas de crescimento, selecionando 12 isolados. Estes, por sua vez, foram submetidos a um novo processo de seleção (atividade respirométrica e detecção de sulfato), com o objetivo de eleger um consórcio bacteriano para ser testado em um efluente com problemas de emissão de H2S. Os 12 isolados foram identificados por sequenciamento parcial do gene 16 S do RNA ribossômico e, por comparações com as sequências obtidas pelo NCBI, a maioria se aproximou do gênero Pseudomonas (9/12). No entanto, na última etapa de seleção, não foi observada produção biológica de sulfato pelos isolados selecionados, não sendo possível obter um consórcio bacteriano potencialmente competente para controle das emissões de H2S em ETEs. Por outro lado, no estudo 2 desta tese, avaliou-se a distribuição (composição, estrutura e abundância) das principais famílias de BRS e BOE a partir de 6 pontos amostrais de 5 ETEs pela metodologia de sequenciamento de alto desempenho, utilizando a porção V6 do 16S do RNA ribossômico como marcador. Táxons específicos de BRS e BOE foram correlacionados com alguns fatores abióticos: origem do efluente (doméstico/industrial), o teor de oxigênio, o tipo de amostra (lodo ativado, biorreator anaeróbico ou lagoa de estabilização) e os atributos físico-químicos. Quando as 22 famílias de BRS e BOE foram agrupadas, as amostras apresentaram uma distribuição marcante, demonstrando padrões de agrupamento de acordo com o tipo de amostra. Para BOE, as famílias mais abundantes foram Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae e Neisseriaceae, enquanto que, para SRB, foram Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae e Desulfovibriaceae. A estrutura e a composição das principais famílias relacionadas ao ciclo do enxofre também foram influenciadas por seis atributos químicos (enxofre, potássio, zinco, manganês, fósforo e nitrogênio). O enxofre foi o que mais influenciou a variação das comunidades bacterianas nas ETEs analisadas (λ = 0,14, p = 0,008). As OTU afiliadas a Syntrophus mostraram a maior resposta ao aumento do enxofre total. Todas essas descobertas podem contribuir para melhorar a compreensão em relação às comunidades de BRS e BOE, com a finalidade de buscar estratégias para melhor controlar as emissões de H2S em ETEs. / One of the problems in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is the increased emissions of hydrogen sulphide (H2S), which can cause harm to the health of human populations and ecosystems. To control the production of this gas generated by Sulphate Reducing Bacteria (SRB), it is possible to use Sulfur Oxidizing Bacteria (SOB) to convert H2S to sulfate. The thesis was divided in two studies: in study 1, a pilot test was conducted to define the best methodology for the detection of sulfate in inorganic broth. Sulphate detection was performed using spectrophotometry, EAA and ion chromatography, using the Paracoccus pantotrophus strain ATCC 35512 as reference standard, and incubated in inorganic broth supplemented with sodium thiosulfate (Na2S2O3.5H2O), sodium sulfate (Na2S) and sodium sulfite (Na2SO3), separately. The chromatographic method was the most sensitive to detect sulphate and the inorganic broth containing sodium thiosulphate was the only one that presented different results in relation to the negative control. These results were used as reference standard to evaluate the production of sulfate produced by bacterial isolates selected from different WWTPs. Thus, by enrichment process from 8 selective media, 37 bacterial isolates from 5 WWTPs were prospected. Subsequently, there were screening processes from growth curves, selecting 12 isolates. These, in turn, underwent a new selection process (respirometric activity and sulfate detection), with the objective of electing a bacterial consortium to be tested in an effluent with H2S emission problems. The 12 isolates were identified by partial sequencing of the 16S rRNA gene and, by comparisons with the sequences obtained by the NCBI, the majority approached the genus Pseudomonas (9/12). However, in the last stage of selection, the biological production of sulfate was not verified for the selected isolates, and it was not possible to obtain a bacterial consortium potentially competent to control H2S emissions in WWTPs. On the other hand, in study 2 of this thesis, the distribution (composition, structure and abundance) of the main SRB and SOB families was evaluated from 5 WWTPs samples based on the high performance sequencing, using the V6 portion of the 16S rRNA as marker. SRB and SOB specific taxa were correlated with some abiotic factors: effluent origin (domestic/industrial), oxygen content, type of sample (activated sludge, anaerobic bioreactor or stabilization pond) and physical-chemical attributes. When the 22 SRB and SOB families were grouped, the samples presented a striking distribution, demonstrating grouping patterns according to the type of sample. For SOB, the most abundant families were Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae and Neisseriaceae, whereas, for SRB, they were Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae and Desulfovibriaceae. The structure and composition of the main families related to the sulfur cycle were also influenced by six chemical attributes (sulfur, potassium, zinc, manganese, phosphorus and nitrogen). Sulfur was the one that most influenced the variation of the bacterial communities in the WTTPs analyzed (λ = 0.14, p = 0.008). The OTUs affiliated to Syntrophus showed the greatest response to the increase in total sulfur. All of these findings may contribute to better understanding of the SRB and SOB communities in order to seek strategies to better control H2S emissions in WTTPs.

COELHO, J. A. Estudos de adsorção de gases ácidos em faujasitas: experimentos e simulação molecular. 2012. 78 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2012-10-18T17:52:25Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_jacoelho.pdf: 3314146 bytes, checksum: 7e6d338bf64dacffd5996ce2afc75140 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2012-10-18T17:52:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_jacoelho.pdf: 3314146 bytes, checksum: 7e6d338bf64dacffd5996ce2afc75140 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-10-18T17:52:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_jacoelho.pdf: 3314146 bytes, checksum: 7e6d338bf64dacffd5996ce2afc75140 (MD5) Previous issue date: 2012-02-24 / Natural gas and biogas have in their composition methane, carbon dioxide, nitrogen, hydrogen, sulfur compounds (including hydrogen sulfide), etc. The carbon dioxide (CO2) and hydrogen sulfide (H2S) are highly undesirable. CO2 decreases the combustion power of the natural gas and H2S is an extremely toxic gas. Moreover, in the presence of moisture, they generate acids that corrode pipes and equipment. The absorption in amines solution is the conventional process to removal these gases. However, this process spends a lot of energy with the regeneration of the amines, besides forming corrosive by-products due to degradation of these. Thus, the physical adsorption using zeolites is a promising alternative for remove these gases. The aim of this study is to evaluate the adsorption of acid gases, CO2 and H2S, in pure, NaY and NaX, and modified, AgX, CaX and USY (dealuminated zeolite), faujasites through experimental methods and molecular simulation. The AgX and CaX zeolites were obtained by modifying the NaX zeolite. All absorbents were obtained and characterized. Experimental adsorption isotherms were obtained of CO2 on all studied adsorbents at 25 °C. The force field parameters were obtained by fitting to our own experimental data, CO2 in faujasites, and validated with available data taken from the literature, H2S in faujasites, by simulated isotherms using the Grand Canonical Monte Carlo (GCMC) method. / Tanto o gás natural quanto o biogás possuem em sua composição metano, dióxido de carbono, nitrogênio, hidrogênio, compostos sulfurados (incluindo o sulfeto de hidrogênio), etc. O dióxido de carbono (CO2) e o ácido sulfídrico, ou sulfeto de hidrogênio (H2S) são gases altamente indesejáveis. O CO2 diminui o poder de combustão do gás natural e o H2S é um gás extremamente tóxico. Além disso, na presença de umidade, ambos geram ácidos que corroem tubulações e equipamentos. A absorção em solução de aminas é o processo convencional de remoção destes gases. Entretanto, este processo despendem muito gasto energético com a regeneração das aminas, além de formar subprodutos corrosivos devido à degradação destas. Desta maneira, a adsorção física em zeolitas é uma alternativa promissora para a remoção destes gases. Assim, este trabalho tem por objetivo estudar a adsorção de gases ácidos, CO2 e H2S, em faujasitas puras, NaY e NaX, e modificadas, AgX, CaX e USY (zeolita dealuminizada ou ultraestabilizada) através de metodologias experimentais e de simulação molecular. As zeolitas AgX e CaX foram obtidas através da modificação da zeolita NaX. Todos os adsorventes foram caracterizados, quanto à estrutura cristalina, composição química e características texturais, e foram obtidas isotermas experimentais a 25 ºC de CO2 em todos os adsorventes estudados. Foi utilizado o método de Monte Carlo no ensemble Grande Canônico (GCMC) para obter as isotermas simuladas e os parâmetros do campo de força capazes de reproduzir dados experimentais de CO2 e H2S em faujasitas.

Um dos problemas em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) é a emissão de sulfeto de hidrogênio (H2S), podendo causar danos à saúde de populações humanas e aos ecossistemas. Para controlar a produção desse gás gerado por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), Bactérias Oxidadoras de Enxofre (BOE) podem ser utilizadas na conversão de H2S em sulfato. A tese foi dividida em dois estudos: no estudo 1, foi realizado um teste piloto para definir a melhor metodologia para detecção de sulfato em caldo inorgânico. A detecção de sulfato foi realizada a partir de espectrofotometria, por EAA e cromatografia iônica, utilizando a linhagem Paracoccus pantotrophus ATCC 35512 como padrão de referência, sendo incubada em caldo inorgânico suplementado com tiossulfato de sódio (Na2S2O3.5H2O), sulfeto de sódio (Na2S) e sulfito de sódio (Na2SO3), separadamente. O método cromatográfico foi o mais sensível para detectar sulfato, e o caldo inorgânico contendo tiossulfato de sódio foi o único que apresentou resultados diferentes em relação ao controle negativo. Tais resultados foram utilizados como padrão de referência para avaliar a produção de sulfato produzido por isolados bacterianos selecionados de diferentes ETEs. Assim, por processo de enriquecimento a partir de 8 meios seletivos, foram prospectados 37 isolados bacterianos de 5 ETEs. Posteriormente, foi feita a triagem a partir de curvas de crescimento, selecionando 12 isolados. Estes, por sua vez, foram submetidos a um novo processo de seleção (atividade respirométrica e detecção de sulfato), com o objetivo de eleger um consórcio bacteriano para ser testado em um efluente com problemas de emissão de H2S. Os 12 isolados foram identificados por sequenciamento parcial do gene 16 S do RNA ribossômico e, por comparações com as sequências obtidas pelo NCBI, a maioria se aproximou do gênero Pseudomonas (9/12). No entanto, na última etapa de seleção, não foi observada produção biológica de sulfato pelos isolados selecionados, não sendo possível obter um consórcio bacteriano potencialmente competente para controle das emissões de H2S em ETEs. Por outro lado, no estudo 2 desta tese, avaliou-se a distribuição (composição, estrutura e abundância) das principais famílias de BRS e BOE a partir de 6 pontos amostrais de 5 ETEs pela metodologia de sequenciamento de alto desempenho, utilizando a porção V6 do 16S do RNA ribossômico como marcador. Táxons específicos de BRS e BOE foram correlacionados com alguns fatores abióticos: origem do efluente (doméstico/industrial), o teor de oxigênio, o tipo de amostra (lodo ativado, biorreator anaeróbico ou lagoa de estabilização) e os atributos físico-químicos. Quando as 22 famílias de BRS e BOE foram agrupadas, as amostras apresentaram uma distribuição marcante, demonstrando padrões de agrupamento de acordo com o tipo de amostra. Para BOE, as famílias mais abundantes foram Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae e Neisseriaceae, enquanto que, para SRB, foram Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae e Desulfovibriaceae. A estrutura e a composição das principais famílias relacionadas ao ciclo do enxofre também foram influenciadas por seis atributos químicos (enxofre, potássio, zinco, manganês, fósforo e nitrogênio). O enxofre foi o que mais influenciou a variação das comunidades bacterianas nas ETEs analisadas (λ = 0,14, p = 0,008). As OTU afiliadas a Syntrophus mostraram a maior resposta ao aumento do enxofre total. Todas essas descobertas podem contribuir para melhorar a compreensão em relação às comunidades de BRS e BOE, com a finalidade de buscar estratégias para melhor controlar as emissões de H2S em ETEs. / One of the problems in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is the increased emissions of hydrogen sulphide (H2S), which can cause harm to the health of human populations and ecosystems. To control the production of this gas generated by Sulphate Reducing Bacteria (SRB), it is possible to use Sulfur Oxidizing Bacteria (SOB) to convert H2S to sulfate. The thesis was divided in two studies: in study 1, a pilot test was conducted to define the best methodology for the detection of sulfate in inorganic broth. Sulphate detection was performed using spectrophotometry, EAA and ion chromatography, using the Paracoccus pantotrophus strain ATCC 35512 as reference standard, and incubated in inorganic broth supplemented with sodium thiosulfate (Na2S2O3.5H2O), sodium sulfate (Na2S) and sodium sulfite (Na2SO3), separately. The chromatographic method was the most sensitive to detect sulphate and the inorganic broth containing sodium thiosulphate was the only one that presented different results in relation to the negative control. These results were used as reference standard to evaluate the production of sulfate produced by bacterial isolates selected from different WWTPs. Thus, by enrichment process from 8 selective media, 37 bacterial isolates from 5 WWTPs were prospected. Subsequently, there were screening processes from growth curves, selecting 12 isolates. These, in turn, underwent a new selection process (respirometric activity and sulfate detection), with the objective of electing a bacterial consortium to be tested in an effluent with H2S emission problems. The 12 isolates were identified by partial sequencing of the 16S rRNA gene and, by comparisons with the sequences obtained by the NCBI, the majority approached the genus Pseudomonas (9/12). However, in the last stage of selection, the biological production of sulfate was not verified for the selected isolates, and it was not possible to obtain a bacterial consortium potentially competent to control H2S emissions in WWTPs. On the other hand, in study 2 of this thesis, the distribution (composition, structure and abundance) of the main SRB and SOB families was evaluated from 5 WWTPs samples based on the high performance sequencing, using the V6 portion of the 16S rRNA as marker. SRB and SOB specific taxa were correlated with some abiotic factors: effluent origin (domestic/industrial), oxygen content, type of sample (activated sludge, anaerobic bioreactor or stabilization pond) and physical-chemical attributes. When the 22 SRB and SOB families were grouped, the samples presented a striking distribution, demonstrating grouping patterns according to the type of sample. For SOB, the most abundant families were Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae and Neisseriaceae, whereas, for SRB, they were Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae and Desulfovibriaceae. The structure and composition of the main families related to the sulfur cycle were also influenced by six chemical attributes (sulfur, potassium, zinc, manganese, phosphorus and nitrogen). Sulfur was the one that most influenced the variation of the bacterial communities in the WTTPs analyzed (λ = 0.14, p = 0.008). The OTUs affiliated to Syntrophus showed the greatest response to the increase in total sulfur. All of these findings may contribute to better understanding of the SRB and SOB communities in order to seek strategies to better control H2S emissions in WTTPs.

Made available in DSpace on 2016-08-29T15:09:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_5239_Leandro_Melo _de Sa_Tese_PPGEA_2011.pdf: 1619317 bytes, checksum: 7431cf22873b65867174331de17ae1c9 (MD5) Previous issue date: 2011-08-26 / Os modelos de emissão de gases em estações de tratamento de esgotos (ETE) são baseados em um balanço de massa para o composto na fase líquida em cada processo de tratamento. Nesse balanço de massa são incluídos os mecanismos de remoção do composto da fase líquida (volatilização, stripping, biodegradação, oxidação química), resultantes da sua interação com o meio reacional, através de processos físicos, químicos e biológicos, típicos de cada processo de tratamento. A emissão de gases odorantes no tratamento de esgotos domésticos compreende um grande número de compostos, sendo o sulfeto de hidrogênio (H2S) o principal responsável por incômodo olfativo, devido a sua considerável taxa de emissão e ao seu baixo limite de percepção (0,5 ppb). Esse composto também é capaz de causar efeitos adversos à saúde humana podendo levar a morte em altas concentrações. Os sistemas de tratamento aeróbios de esgotos podem oxidar compostos odorantes, como o H2S, e convertê-los em compostos não odorantes. O tratamento anaeróbio de esgoto contendo sulfato pode levar a formação de H2S, que pode volatilizar para atmosfera e causar impacto ambiental. A formação de H2S é um processo no qual o sulfato atua como aceptor de elétrons durante a oxidação de compostos orgânicos, numa reação mediada por bactérias redutoras de sulfato (BRS), que reduzem sulfato em H2S. Este trabalho objetiva (1) verificar a importância do mecanismo de remoção de H2S por oxidação química em um biofiltro aerado submerso usando quatro modelos para a oxidação química do H2S; (2) investigar o efeito da velocidade do vento sobre a volatilização do H2S a partir de superfícies quiescentes em um túnel de vento e comparar com as predições de três modelos de volatilização; (3) estimar a formação de H2S na fase líquida em um reator anaeróbio (UASB), e comparar a emissão de H2S determinada experimentalmente com as predições de três modelos de emissão, considerando a formação e a volatilização de H2S no balanço de massa dos modelos de emissão. Os principais mecanismos de remoção de H2S no biofiltro foram a biodegradação e a oxidação química. A biodegradação foi o principal mecanismo de remoção de H2S quando a oxidação química foi calculada por três dos quatro modelos de oxidação química investigados. Stripping e volatilização apresentaram mínimas contribuições para a remoção de H2S no biofiltro. A velocidade de fricção mostrou fraca influência sobre o coeficiente global de transferência de massa para o H2S determinado com túnel de vento, indicando que a volatilização do H2S pode ser considerada independente da velocidade do vento quando a velocidade de fricção é menor que 0,3 m s-1. Para elevadas velocidades do vento, o H2S pode exibir volatilização dependente da velocidade de fricção, como sugerido nos modelos de volatilização. O modelo WATER9 apresentou melhor concordância com os resultados experimentais, embora tenha superestimado o coeficiente global de transferência de massa para o H2S por um fator de 4,0. Os demais modelos superestimaram o coeficiente global de transferência de massa para o H2S. A formação de H2S no reator UASB apresentou média de 412,5 g s-1, equivalente a formação média específica de 15,6 g m-3 s-1, e mostrou ser majoritariamente devido ao consumo de acetato (66%), seguida do uso de hidrogênio (25%) e da degradação de propionato (9%). Os modelos TOXCHEM+ e WATER9 exibiram melhor habilidade em estimar a taxa de emissão total de H2S no reator UASB. Os modelos de emissão investigados superestimaram a taxa de emissão de H2S no decantador do reator. Entretanto, a predição dos modelos resultou dentro do intervalo de confiança de 95% para a taxa de emissão total média do reator, em seis de doze experimentos.

Um dos problemas em Estações de Tratamento de Efluentes (ETEs) é a emissão de sulfeto de hidrogênio (H2S), podendo causar danos à saúde de populações humanas e aos ecossistemas. Para controlar a produção desse gás gerado por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), Bactérias Oxidadoras de Enxofre (BOE) podem ser utilizadas na conversão de H2S em sulfato. A tese foi dividida em dois estudos: no estudo 1, foi realizado um teste piloto para definir a melhor metodologia para detecção de sulfato em caldo inorgânico. A detecção de sulfato foi realizada a partir de espectrofotometria, por EAA e cromatografia iônica, utilizando a linhagem Paracoccus pantotrophus ATCC 35512 como padrão de referência, sendo incubada em caldo inorgânico suplementado com tiossulfato de sódio (Na2S2O3.5H2O), sulfeto de sódio (Na2S) e sulfito de sódio (Na2SO3), separadamente. O método cromatográfico foi o mais sensível para detectar sulfato, e o caldo inorgânico contendo tiossulfato de sódio foi o único que apresentou resultados diferentes em relação ao controle negativo. Tais resultados foram utilizados como padrão de referência para avaliar a produção de sulfato produzido por isolados bacterianos selecionados de diferentes ETEs. Assim, por processo de enriquecimento a partir de 8 meios seletivos, foram prospectados 37 isolados bacterianos de 5 ETEs. Posteriormente, foi feita a triagem a partir de curvas de crescimento, selecionando 12 isolados. Estes, por sua vez, foram submetidos a um novo processo de seleção (atividade respirométrica e detecção de sulfato), com o objetivo de eleger um consórcio bacteriano para ser testado em um efluente com problemas de emissão de H2S. Os 12 isolados foram identificados por sequenciamento parcial do gene 16 S do RNA ribossômico e, por comparações com as sequências obtidas pelo NCBI, a maioria se aproximou do gênero Pseudomonas (9/12). No entanto, na última etapa de seleção, não foi observada produção biológica de sulfato pelos isolados selecionados, não sendo possível obter um consórcio bacteriano potencialmente competente para controle das emissões de H2S em ETEs. Por outro lado, no estudo 2 desta tese, avaliou-se a distribuição (composição, estrutura e abundância) das principais famílias de BRS e BOE a partir de 6 pontos amostrais de 5 ETEs pela metodologia de sequenciamento de alto desempenho, utilizando a porção V6 do 16S do RNA ribossômico como marcador. Táxons específicos de BRS e BOE foram correlacionados com alguns fatores abióticos: origem do efluente (doméstico/industrial), o teor de oxigênio, o tipo de amostra (lodo ativado, biorreator anaeróbico ou lagoa de estabilização) e os atributos físico-químicos. Quando as 22 famílias de BRS e BOE foram agrupadas, as amostras apresentaram uma distribuição marcante, demonstrando padrões de agrupamento de acordo com o tipo de amostra. Para BOE, as famílias mais abundantes foram Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae e Neisseriaceae, enquanto que, para SRB, foram Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae e Desulfovibriaceae. A estrutura e a composição das principais famílias relacionadas ao ciclo do enxofre também foram influenciadas por seis atributos químicos (enxofre, potássio, zinco, manganês, fósforo e nitrogênio). O enxofre foi o que mais influenciou a variação das comunidades bacterianas nas ETEs analisadas (λ = 0,14, p = 0,008). As OTU afiliadas a Syntrophus mostraram a maior resposta ao aumento do enxofre total. Todas essas descobertas podem contribuir para melhorar a compreensão em relação às comunidades de BRS e BOE, com a finalidade de buscar estratégias para melhor controlar as emissões de H2S em ETEs. / One of the problems in Wastewater Treatment Plants (WWTPs) is the increased emissions of hydrogen sulphide (H2S), which can cause harm to the health of human populations and ecosystems. To control the production of this gas generated by Sulphate Reducing Bacteria (SRB), it is possible to use Sulfur Oxidizing Bacteria (SOB) to convert H2S to sulfate. The thesis was divided in two studies: in study 1, a pilot test was conducted to define the best methodology for the detection of sulfate in inorganic broth. Sulphate detection was performed using spectrophotometry, EAA and ion chromatography, using the Paracoccus pantotrophus strain ATCC 35512 as reference standard, and incubated in inorganic broth supplemented with sodium thiosulfate (Na2S2O3.5H2O), sodium sulfate (Na2S) and sodium sulfite (Na2SO3), separately. The chromatographic method was the most sensitive to detect sulphate and the inorganic broth containing sodium thiosulphate was the only one that presented different results in relation to the negative control. These results were used as reference standard to evaluate the production of sulfate produced by bacterial isolates selected from different WWTPs. Thus, by enrichment process from 8 selective media, 37 bacterial isolates from 5 WWTPs were prospected. Subsequently, there were screening processes from growth curves, selecting 12 isolates. These, in turn, underwent a new selection process (respirometric activity and sulfate detection), with the objective of electing a bacterial consortium to be tested in an effluent with H2S emission problems. The 12 isolates were identified by partial sequencing of the 16S rRNA gene and, by comparisons with the sequences obtained by the NCBI, the majority approached the genus Pseudomonas (9/12). However, in the last stage of selection, the biological production of sulfate was not verified for the selected isolates, and it was not possible to obtain a bacterial consortium potentially competent to control H2S emissions in WWTPs. On the other hand, in study 2 of this thesis, the distribution (composition, structure and abundance) of the main SRB and SOB families was evaluated from 5 WWTPs samples based on the high performance sequencing, using the V6 portion of the 16S rRNA as marker. SRB and SOB specific taxa were correlated with some abiotic factors: effluent origin (domestic/industrial), oxygen content, type of sample (activated sludge, anaerobic bioreactor or stabilization pond) and physical-chemical attributes. When the 22 SRB and SOB families were grouped, the samples presented a striking distribution, demonstrating grouping patterns according to the type of sample. For SOB, the most abundant families were Spirochaetaceae, Chromatiaceae, Helicobacteriaceae, Rhodospirillaceae and Neisseriaceae, whereas, for SRB, they were Syntrophaceae, Desulfobacteraceae, Nitrospiraceae and Desulfovibriaceae. The structure and composition of the main families related to the sulfur cycle were also influenced by six chemical attributes (sulfur, potassium, zinc, manganese, phosphorus and nitrogen). Sulfur was the one that most influenced the variation of the bacterial communities in the WTTPs analyzed (λ = 0.14, p = 0.008). The OTUs affiliated to Syntrophus showed the greatest response to the increase in total sulfur. All of these findings may contribute to better understanding of the SRB and SOB communities in order to seek strategies to better control H2S emissions in WTTPs.

Submitted by admin tede (tede@pucgoias.edu.br) on 2017-02-23T18:09:50Z No. of bitstreams: 1 Agamenon Lima do Vale.pdf: 10345014 bytes, checksum: a68a1e0b591671701cfc82d3023384fc (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-23T18:09:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Agamenon Lima do Vale.pdf: 10345014 bytes, checksum: a68a1e0b591671701cfc82d3023384fc (MD5) Previous issue date: 2016-12-15 / In this work the drift velocity, the displacement and the mobility of the charge carriers in a n-type doped semiconductor were theoretically deduced. For this, we use a semi-classical equation based on Newton’s second law. The application was carried out in the Zinc Sulfide semiconductor (ZnS) in the wurtzite (WZ) and zincblende (ZB) phases, doped type n and submitted to low intensity electric fields. The dependence of the transport properties as a function of the electric field strength and the temperature was analyzed. The main result obtained is that the mobility in the WZ phase is greater than in the ZB phase. / Neste trabalho foi deduzido teoricamente a velocidade de deriva, o deslocamento e a mobilidade dos portadores de carga em um semicondutor dopado tipo n. Para tanto, utilizamos uma equação semi-clássica baseada na segunda lei de Newton. A aplicação se deu no semicondutor Sulfeto de Zinco (ZnS) nas fases wurtzite (WZ) e zincblende (ZB), dopado tipo n e submetido a campos elétricos de baixa intensidade. A dependência destas propriedades de transporte em função da intensidade do campo elétrico e da temperatura foi analisada. O principal resultado obtido é que a mobilidade na fase WZ é maior que na fase ZB.