Minerais sulfetados expostos às condições atmosféricas podem ocasionar impactos. O rejeito da atividade mineradora, metais reduzidos, em contato com o oxigênio e água, resulta na liberação de prótons, íons sulfato e metais no meio aquoso, processo acelerado por bactérias. Ao meio formado dá-se o nome de Drenagem Ácida de Minas (DAM). A biorremediação vem sendo investigada para o tratamento deste efluente. Bactérias redutoras de sulfato possibilitam simultaneamente elevação de pH, remoção de sulfato e consequentemente de metais por precipitação na forma de sulfetos metálicos. Publicações anteriores revelam bons resultados, entretanto poucas investigaram simultaneamente a geração de alcalinidade, redução de sulfato, oxidação de etanol e remoção de metais em condições que gradativamente se aproximam das condições reais da DAM. Este projeto investigou o processo de precipitação dos metais ferro, zinco e cobre por sulfeto gerado a partir de um reator biológico em batelada para redução de sulfato de drenagem ácida de minas tendo como doador de elétrons o etanol. O trabalho foi dividido em duas etapas sendo que a primeira possuía variação do pH e a segunda na concentração de metais. Foi observado que independente do pH inicial, ocorreu geração de alcalinidade, sendo o pH final observado em todos os ciclos entre 6 e 7. O abaixamento do pH inicial esteve relacionado diretamente às melhores taxas de remoção de sulfato, sendo as remoções alcançadas de 39, 44 e 52%, para o pH inicial de 6, 5 e 4, respectivamente. A remoção de sulfato também melhorou conforme se aumentou a concentração de metais. Enquanto havia apenas ferro a remoção de sulfato foi de 57% em média, com ferro e zinco de 61% e com ferro, zinco e cobre a remoção chegou a 82% em média. Em todas as condições a remoção de DQO foi alta, com no mínimo 91% de média e chegando a 100%. As remoções de metais chegaram a 92% em média para ferro, 99% para zinco e em 100% para cobre. O parâmetro cinético (k) variou de acordo com os distintos valores de remoção de sulfato. Na fase inicial onde houve adaptação do inóculo, o ajuste cinético de ordem 1 não representou bem o comportamento do reator refletindo uma instabilidade nessa fase da operação (0,14±0,15) h-1. A partir do decaimento do pH inicial, o ajuste cinético de ordem 1 representou bem o comportamento dos dados e o parâmetro k aumenta consideravelmente sendo que quando todos os metais já haviam sido adicionados foi obtido o maior valor (0,44±0,04) h-1. Quanto ao ferro, os parâmetros cinéticos obtidos indicaram que o valor do k foi menor quando a precipitação do ferro concorria com a presença de zinco e cobre. A avaliação do sulfato nesta configuração de reator biológico permitiu estabelecer condições favoráveis de operação e mostrou que sistemas sulfetogênicos respondem melhor em baixos pHs e na presença de alguns metais, conforme as condições da DAM sintética se aproxima das reais. Essa condição é essencial quando se objetiva a utilização de sistemas sulfetogênicos para biorremediação de drenagem ácida de minas. / Sulfide minerals exposed to atmospheric conditions may cause impacts. The tailings from mining activity, reduced metals in contact with oxygen and water result in the release of protons, sulfate ions and metals in aqueous environment, a process accelerated by microorganisms. The designation for this effluent is Acid Mine Drainage (AMD). Bioremediation has been investigated for the treatment of this effluent. Sulfate-reducing bacteria enable simultaneous pH elevation, sulfate removal and consequently metals removal by precipitation as metal sulfides. Previous published researches reveal satisfying results, although few have investigated simultaneously the generation of alkalinity, sulfate reduction, oxidation of ethanol and removal of metals in conditions that gradually approach the real conditions of DAM. This research investigated the process of precipitation of the metals iron, zinc and copper by sulfide generated from a biological batch reactor for sulfate reduction of acid mine drainage, having the ethanol as electron donor. The study was divided into two stages, the first of which had variation in pH and the second, in the concentration of metals. It was observed that regardless of the initial pH, alkalinity generation has occurred and the final pH observed in all cycles remained between 6 and 7. The decline of the initial pH was directly related to the best sulfate removal rates and the achieved removals 39, 44 and 52%, for the initial pH of 6, 5 and 4, respectively. The sulfate removal was also improved as increased the concentration of metals. While there was only iron, sulfate removal was 57% on average; with iron and zinc, it was 61%; and with iron, zinc and copper removal reached 82% on average. In all conditions the COD removal was high, with at least 91% average and reaching 100%. The removals of metals reached 92% on average for iron, 99% for zinc and 100% for copper. The kinetic parameter (k) varied according to different values ??of the sulfate removal. In the initial phase, in which there was adaption of the inoculum, it did not represent well the behavior of the reactor, reflecting instability in this phase of the operation (0.14 ± 0.15) h-1. As the initial pH decays, the kinetic adjustment of order 1 represents well the behavior of the data and the parameter k increases considerably; plus, when all the metals had been added, the highest value was obtained (0.44 ± 0.04) h-1. As for the iron, the kinetic parameters obtained indicated that the value of k was reduced when the precipitation of iron competed with the presence of zinc and copper. The evaluation of sulfate in this configuration of biological reactor allowed us to establish favorable conditions of operation and showed that sulfetogenic systems respond better at low pHs and in the presence of certain metals, as the conditions of the synthetic DMA approach the actual ones. This condition is essential when one aims to use sulfetogenic systems for bioremediation of acid mine drainage.

O presente estudo trata da produção de etil-ésteres de ácidos graxos (EEAGs) por reação de transesterificação do resíduo gorduroso de fritura usado num sistema isento de solvente, catalisado pela lipase microbiana de Pseudomonas fluorescens (Lipase AK), imobilizada em resíduo inerte do tipo polihidroxibutirato (PHB), por adsorção física. A atividade hidrolítica máxima, medida sobre a hidrólise de emulsão de azeite, a pH 7,0 e temperatura de 37 ° C, foi de 413,76 U / g de suporte , com uso de um carregamento de proteína igual a 30 mg / g suporte. No presente estudo, foi utilizado um planejamento fatorial completo com 22 variáveis ??do processo que tiveram uma influência significativa na síntese enzimática dos EEAGs por transesterificação do resíduo gorduroso usado. As reações foram realizadas a uma concentração de fixa do biocatalisador em 10% m / m, sob agitação contínua a 200 rpm, e tempo de reação de 15 h. Em condições ótimas de experimentação (razão molar de óleo: etanol de 1: 4,7 e temperatura de reação de 34 ° C), o percentual de rendimento máximo foi 67,9% de transesterificação foi atingido. No entanto, EEAGs purificados produzidos numa razão molar de óleo:etanol 1:3, em temperatura de 45 ° C exibiu uma viscosidade cinemática de 3,82 centipoise. Este estudo demonstrou que o design experimental é adequado para a maximização da síntese EEAGs por transesterificação de resíduo gorduroso de fritura usado num sistema livre de solventes. Esta metodologia também faz com que seja possível determinar uma região de trabalho desejável onde um melhor desempenho da reação de transesterificação pode ser obtido. / The present study deals with the production of fatty acids ethyl esters (FAEEs) by transesterification reaction of waste cooking oil in a solvent-free system mediated by microbial lipase from Pseudomonas fluorescens (Lipase AK) immobilized by physical adsorption on polyhydroxybutyrate (PHB) particles. The maximum hydrolytic activity, measured on the hydrolysis of olive oil emulsion at pH 7.0 and 37 °C, was 413.76 U/g of support for the biocatalyst prepared by offering protein loading of 30 mg/g of support. In the present study, it was proposed a 22 full factorial design to find the variables of the process that have a significant influence on the enzymatic synthesis of FAEEs by transesterification of waste cooking oil. The reactions were performed at fixed biocatalyst concentration of 10 % m/m, continuous agitation of 200 rpm and time reaction of 15 h. Under optimal experimental conditions (molar ratio oil:ethanol of 1:4.7 and reaction temperature of 34 °C), maximum transesterification yield percentage of 67.9% was reached. However, purified FAEEs produced at molar ratio oil:ethanol 1:3 and 45°C exhibited kinematic viscosity of 3.82 centipoise. This study demonstrated that the experimental design is appropriate for the maximization of FAEEs synthesis by transesterification of waste cooking oil in a solvent-free system. This methodology also makes it possible to determine a desirable working region where a better performance for the transesterification reaction can be achieved. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

Este trabalho investigou o efeito da dosagem de cobalto sobre o desempenho de um reator anaeróbio termofílico de leito estruturado alimentado com vinhaça de cana-de-açúcar. Os experimentos foram divididos em três fases. Na Fase 1, o reator foi submetido a crescentes carga orgânica volumétrica aplicada (COVa), iniciando-se com 2 e atingindo 10 gDQO l-1 d-1. Na Fase 2, o reator foi submetido a uma COVa de 10 gDQO l-1 d-1 e a adição CoCl2, nas concentrações de Co2+ de 1, 2, 3, 4, 5 e 6 mg l-¹. Na Fase 3, a suplementação de Co2+ foi suprimida a fim de verificar dependência do sistema ao micronutriente, ou se o Co2+ retido no biofilme, durante a suplementação, ainda estaria causando efeitos positivos no tratamento da vinhaça. Ao final das Fases 1 e 3 foi realizado o perfil espacial para obter as constantes cinéticas aparente de primeira ordem (K1), para verificar se houve alteração na velocidade de reação da vinhaça. Os valores de remoção da DQO solúvel e a produção de biogás na Fase 1 aumentaram proporcionalmente ao aumento da COVa, alcançando o valor máximo de 74% e 190,6 ml h-1, respectivamente, ao final da operação da Fase 1. Na operação da Fase 2, observou-se que a suplementação de cobalto afetou positivamente o reator de leito estruturado. A conversão de DQO atingiu o valor máximo de 100% durante a suplementação de 5 mgCo2+ l-1, juntamente com a maior PVM de 124,0 mlCH4 h-1 l-1. A vazão de biogás atingiu um valor médio de 231,2 ml h-1, o que reflete um aumento médio de 17,6% em comparação a Fase 1. Na Fase 3, foi possível observar um decréscimo na remoção de DQO solúvel de 5,4% em relação a Fase de suplementação de cobalto e um aumento na produção de biogás de 8,8% àquela Fase. Este aumento, provavelmente, se deve ao acúmulo de cobalto no lodo, ocasionando no aumento da atividade metonogênica específica das arqueias, logo o sistema acumulou menos ácidos intermediários durante a degradação da vinhaça. As constantes cinéticas aparentes de primeira ordem para remoção de DQO do perfil da Fase 1 e Fase 3 apresentaram os valores de 0,0580 h-1 e 0,0955 h-1, respectivamente, o que representa um significativo aumento na velocidade de reação da Fase 3 em relação a Fase 1, ratificando a hipótese de acúmulo de cobalto no lodo após a supressão do cobalto, evidenciando o efeito positivo da suplementação de cobalto sobre a cinética do processo anaeróbio. A produção média de energia teve um aumento de 31,0% (Fase2) e 25,4% (Fase 3), em relação a última etapa da Fase 1 (COVa de 10 gDQO l-1 d-1). A suplementação de cobalto afeta positivamente o tratamento anaeróbio termofílico da vinhaça, sendo visto o maior efeito sobre a produção de biogás, porém não sobre o aumento na fração de metano do biogás gerado. Esse efeito deve-se ao aumento da COV removida promovida pela suplementação de cobalto, cujo incremento chegou a 44% quando a suplementação de 5 mgCo2+ l-1 foi aplicada. / In this study, the effect of cobalt dosage on the performance of a thermophilic anaerobic structured bed reactor fed with vinasse sugarcane was investigated. The experiments were divided into three phases. In Phase 1, the reactor was submitted to an increasing volumetric organic load (OLR), starting with 2 and reaching 10 gCOD l-1 d-1. In Phase 2, the reactor was subjected to an OLR of 10 gCOD l-1 d-1 and an addition of CoCl2, with Co2+ concentrations of of 1, 2, 3, 4, 5, and 6 mg l-¹. In Phase 3, supplemental Co2+ was suppressed in order to verify the system's dependence on the micronutrient, or if the Co2+ retained in the biofilm during supplementation would still be causing positive effects in the treatment of vinasse. At the end of Phases 1 and 3 was performed the spatial profile for the apparent first order rate constants (K1), to verify that the vinasse was no change in reaction speed. The values of soluble COD removal and biogas production in Phase 1 increased proportionally to the increase of the pit, reaching the maximum value of 74% and 190,6 ml h -1, respectively, at the end of the Phase 1 operation. In the operation of Phase 2, it was observed that the cobalt supplementation positively affected the structured bed reactor. The COD conversion reached a maximum value of 100% during the supplementation of 5 mgCo2+ l-1, along with a higher value of PVM, 124,0 mlCH4 h-1 l-1. The biogas flow rate reached an average of 231,2 ml h-1, which reflects an average increase of 17,6% compared to Phase 1. In Step 3, it was possible to observe a decrease of 5,4% in the removal of soluble COD, compared to the cobalt supplementation phase and an increase in the biogas production of 8,8% compared with the same phase. This increase is probably due to the accumulation of cobalt in the mud, causing an increase in the specific activity of the methanogenic archaeas thus, the system accumulated less acid intermediates during the degradation of vinasse. The values of apparent first order rate constants for removal of COD (K1) in the profiles of Phase 1 and Phase 3 were of 0,0580 and 0,0955 h-1, respectively, which represents a significant increase in the reaction speed in Phase 3, when compared to Phase 1, confirming the hypothesis of cobalt accumulation in the mud after the suppression of cobalt, showing the positive effect of cobalt supplementation on the kinetics of the anaerobic process. The average output power was increased by 31,0% (Phase2) and 25,4% (Phase 3), regarding the last step of Phase 1 (OLR of 10 gCOD l-1 d-1). The cobalt supplementation affects positively the thermophilic anaerobic treatment of vinasse, having the greatest effect on the biogas production, however not on the increase of the methane fraction in the generated biogas. This effect is due to an increase in the removal of OLR, promoted by the cobalt supplementation, which reached an increment of 44% when applied a supplementation of 5 mgCo2+ l-1. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES

As atividades mineiras apresentam grande importância econômica e social, porém acarretam diversos problemas ambientais, sendo um dos mais severos a Drenagem Ácida de Mina (DAM). A DAM provém da oxidação de minerais sulfetados, principalmente a pirita, que quando são expostos à água e oxigênio geram um efluente com elevada acidez, altos teores de sulfato e metais pesados. Os métodos químicos empregados para o tratamento da DAM apresentam elevado custo operacional, o que torna o tratamento biológico anaeróbio uma alternativa tecnicamente viável para seu tratamento. Esse processo consiste na redução de sulfato para sulfeto de hidrogênio, acarretando no aumento do pH e precipitação dos metais pesados. Para que essa redução ocorra as bactérias redutoras de sulfato (BRS), necessitam de uma fonte de carbono que pode ser substratos simples, como etanol e hidrogênio. Porém, compostos complexos podem ser hidrolisados e fermentados por outras bactérias antes de sua utilização. Um dos compostos com potencial para esse fim é o soro de leite. O soro de leite pode ser comercializado como alimento pra animais e fertilizantes, no entanto, parte desse subproduto se perde no efluente das indústrias de laticínios. No presente estudo foi utilizado um reator UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) para tratamento da DAM utilizando soro de leite como fonte de carbono, simulando um efluente real. Operando em um total de 300 dias, a relação DQO/SO42- e o TDH empregados foram de 1,0 e 24 horas, respectivamente. O reator operou por 139 dias com a condição inicial de operação para concentração de 500 mg.l-1 de sulfato e DQO, sendo obtida eficiência média de remoção de DQO de (84±7) % e de sulfato de (38±14) %. Na segunda fase de operação, que ocorreu ao longo de 91 dias, as concentrações foram aumentadas para 1000 mg.l-1, sendo os resultados obtidos de (74±5) % de remoção de DQO e (74±9) % de sulfato. Com um novo aumento da concentração, a eficiência do sistema diminuiu, na nova condição 1500 mg.l-1 de sulfato e DQO foram inseridos no sistema, sendo operada ao longo de 53 dias foi obtido uma eficiência de remoção de (68±4) % e (63±7) % de DQO e sulfato, respectivamente. O aumento das concentrações de DQO e SO42- proporcionou melhores taxas de remoção, de acordo com o ajuste cinético, de ambos os compostos. Com adição dos metais, 100 mg.l-1 de Fe2+; 20 mg.l-1 de Zn2+; 5 mg.l-1 de Cu2+, o reator voltou a responder positivamente, essa condição foi operada por 15 dias, e atingiu-se (79±7) % e (71±2) % de remoção de DQO e sulfato, respectivamente, com remoção de Fe, Cu e Zn de 99%. / Mining activities have great economic and social importance, but lead to many environmental problems, one of the most severe the Acid Mine Drainage (AMD). The AMD comes from the oxidation of sulphide minerals, particularly pyrite, which when exposed to water and oxygen generate an effluent with high acidity, high sulfate levels and heavy metals. The chemical methods employed for the treatment of AMD have high operational costs, which makes the anaerobic biological treatment an alternative technically feasible of treatment. This process consists of sulfate reduction to hydrogen sulphide, resulting in an increase of pH and precipitation of heavy metals. For this occurs the reduced sulfate reducing bacteria (SRB), require a carbon source which may be simple substrates, such as ethanol and hydrogen. However, complex compounds can be hydrolyzed and fermented by other bacteria before their use. One of the compounds with potential for this purpose is the cheese whey. The cheese whey can be marketed as food for animals and fertilizers, however, part of this by-product is lost in the effluent from the dairy industries. In the present study, an UASB (Upflow Anaerobic Sludge Blanket) was used for the treatment of AMD using cheese whey as carbon source, simulating a real effluent. Operating in a total of 300 days, the ratio COD/SO42- and HRT applied were 1 and 24 hours, respectively. The reactor operated by 139 days with the initial operating condition for concentration of 500 mg.l-1 sulfate and COD, being obtained average efficiency of COD removal (84±7) % and sulfate removal (38±14) %. In the second phase of operation, which occurred over 91 days, the concentrations were increased to 1000 mg.l-1, and the results were (74±5) % of COD and (9 ± 74) % of sulfate removal. A further increase in concentration, decreased system efficiency, in new condition 1500 mg l-1 sulfate and COD were entered into the system, being operated over 53 days. It was obtained a removal efficiency of (68±4) % and (63±7)% of COD and sulfate, respectively. The increase in COD and SO42- concentrations gave better removal rates, according to the kinetic adjustment, of both compounds. With addition of the metals, Fe2+ 100 mg.l-1; 20 mg.l-1 Zn2+; 5 mg.l-1 Cu2+, the reactor answered positively. This condition was run for 15 days and was reached (79±7)% and (71±2)% removal of COD and sulfate respectively, with Fe removal, Cu and Zn of about 99%.

O presente trabalho visou identificar e caracterizar três cepas, BRA1, BRA3 e BRA5, isoladas do resíduo de bauxita da região Sul de Minas Gerais. Foi realizado o seqüenciamento do gene 16S RNA ribossomal utilizando dois pares de primers em que foi possível seqüenciar 1300pb de cada cepa isolada. Testes bioquímicos e metabólicos complementares foram realizados a fim de caracterizar os isolados. Os resultados indicaram que a cepa BRA1 foi identificada com 99,7% de similaridade com Bacillus cohnii e caracterizada como: Gram-positiva; redutora de nitrato, catalase, oxidase e amilase positiva; faixa de crescimento entre pH 7 e 10; tolerante às concentrações de 0 a 10% de NaCl, e; faixa de temperatura de 20 a 40ºC. A cepa BRA3 foi identificada com 99,7% de similaridade com Bacillus pseudofirmus e caracterizada como: Gram-positiva; catalase e amilase positiva; oxidase negativa e não redutora de nitrato; faixa de crescimento entre pH 7 e 10; tolerante às concentrações de 5 a 10% de NaCl, dependente do íon Na+ para crescimento, e; faixa de temperatura de 10 a 40ºC. Com os resultados da técnica de seqüenciamento, a cepa BRA5 foi identificada com 99,7% de similaridade com Bacilus clarkii e Bacillus polygoni. Após testes bioquímicos e fisiológicos, a cepa BRA5 ficou mais próxima às características bioquímicas do Bacillus clarkii, caracterizada como: Gram-positiva; catalase e oxidase positiva, redutora de nitrato e amilase negativa; faixa de crescimento entre pH 8 e 10; tolerante às concentrações de 5 a 10% de NaCl, dependente do íon Na+ para crescimento, e; faixa de temperatura de 20 a 40ºC. A utilização dos açúcares: glicose, frutose, sacarose e manitol pelas cepas foi positiva e os ácidos mais produzidos a partir das fontes de carbono foram os ácidos acético, isobutírico, isovalérico, entre outros. As cepas BRA1, BRA3 e BRA5 utilizando glicose como fonte de carbono foram capazes de diminuir o pH do meio de 10,5 para aproximadamente 9,3, 9,5 e 9, respectivamente. A identificação e caracterização dos isolados foram bem sucedidas e os resultados apresentados estão de acordo com os encontrados na literatura. / This study aimed to identify and characterize three strains BRA1, BRA3 and BRA5 isolated from bauxite residue in the Southern region of Minas Gerais. Sequencing of 16S ribosomal RNA gene was carried out using two pairs of primers, which allowed high quality sequencing of 1300pb from each isolated strain. Additional biochemical tests were conducted to characterize the strains. The results indicated that strain BRA1 was identified with 99.7% similarity with B. cohnii and characterized as: Gram-positive; positive for nitrate reduction, catalase, oxidase and amylase; growth range between pH 7 and 10; tolerant to concentrations of 0 to 10% NaCl, and; growth is observed between 20 and 40 °C. The strain BRA3 was identified with 99.7% similarity with Bacillus pseudofirmus and characterized as: Gram-positive; positive for catalase and amylase; negative for oxidase and nitrate reduction; growth range between pH 7 and 10; tolerant to concentrations of 5 to 10% NaCl, Na+ ion dependent for growth, and; growth is observed between 10 and 40 °C. In the results of the sequencing analysis, strain BRA5 was identified with 99.7% similarity with Bacillus clarkii and Bacillus polygoni. After biochemical and physiological tests, the strain BRA5 was closest to the biochemical characteristics of Bacillus clarkii, characterized as Gram-positive; positive for catalase and oxidase, non-nitrate reduction, and amylase; growth range between pH 8 and 10; tolerant to concentrations of 5 to 10% NaCl, Na + ion dependent for growth, and; growth is observed between 20 and 40 °C. The use of sugars: glucose, fructose, sucrose and mannitol was positive and the higher amount of acids produced from the carbon sources were acetic, isobutyric, isovaleric, among others. Strains BRA1, BRA3 and BRA5 using glucose as a carbon source were able to decrease the medium pH 10.5 to approximately 9.3, 9.5 and 9, respectively. The identification and characterization of isolates were successful and the results presented are consistent with those found in the literature. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

Atrazina 5 mg L-1 foi submetida a ensaios fotoliticos utilizando as radiações ultravioleta (UV), microondas (MW), ultrassom (US), MW-UV, US-UV, apresentando remoção de 60% (120 min – UV), 40% (3 min – MW), 2% (80 min – US), 67% (120 min – US-UV) e 87% (4 min – MW-UV) evidenciando que a junção de energias atua de modo otimizar o processo de degradação da atrazina. Após os processos fotoliticos, as amostras foram submetidas à varredura de comprimento de onda no intervalo de 190 a 300 nm, onde os gráficos de varredura espectral explicitaram a degradação do composto original (Atrazina). Estudos fotoliticos utilizando as energias microondas e ultravioleta associadas foram executados para soluções contendo diferentes valores de pH, onde as amostras irradiadas demonstraram que em pH=8,37 a degradação foi mais eficiente, apresentando variação de 10% de eficiência entre o pH=5,14 e o pH=8,37. O tempo de radiação apresentou degradação significativamente rápida até o valor de 90 segundos de exposição, sendo que após este intervalo (0 a 90), a degradação apresenta-se menos acentuada. Para o monitoramento dos produtos resultantes dos processos de degradação, desenvolveu-se um método de separação e determinação de atrazina e 7 (sete) de seus produtos de degradação, onde após vários ensaios, chegou-se as condições ideais de separação, que são, vazão de fase móvel constante de 1mL.min-1, temperatura controlada a 25ºC, fase móvel composta por tampão pH=7,0 (19,5 mmol L-1 KH2PO4 / 30,5 mmol L-1 K2HPO4) e acetonitrila (Grau HPLC), sendo utilizado o sistema em modo gradiente com as seguintes condições: de 0 a 3 min (100% tampão PO43-/0% ACN), de 3 a 10 min (80% tampão PO43-/20% ACN), de 10 a 20 min (30% tampão PO43-/70% ACN) e de 20 a 25 min (10% tampão PO43-/90% ACN), permitindo deste modo a determinação dos respectivos tempos de retenção (minutos) para os compostos DEDIHAT (2,5 min), DIHAT (9,17 min), DEDIAT (9,3 min), DEHAT (10,7 min), DIAT (14,6 min), HAT (15,5 min), DEAT (16,6 min) e ATZ (20,9 min) empregando a detecção no comprimento de onda de 221nm. / Atrazine 5 mg L-1 was subjected to photolytic assays using ultraviolet radiation (UV), microwave (MW), ultrasound (US), MW-UV, UV-US, with removal of 60% (120 min - UV) 40% (3 min - MW), 2% (80 min - US), 67% (120 min - US / UV) and 87% (4 min - MW / UV) showing that the addition of energy acts in order to optimize the process of degradation of atrazine. After photolytic processes, the samples were subjected to wavelength sweep in the range of 190 to 300nm, where the graphics made explicit spectral scan degradation of the parent compound (Atrazine). Photolytic studies using the microwave and ultraviolet energy associated were performed for solutions containing different pHs, where the irradiated samples demonstrated that at pH = 8.37 degradation was more efficient, with 10% variation in efficiency between pH = 5.14 and pH = 8.37. The radiation time showed significantly degrade rapidly to the value of 90 seconds of exposure, and after this interval (0 to 90 sec), degradation has become less pronounced. For the monitoring of products resulting from degradation processes, developed a method of separation and determination of Atrazine and seven (7) of its metabolites, which after several trials, was reached optimal conditions of separation, which are flow constant mobile phase 1mL.min-1, controlled 25 ° C, mobile phase consisting of pH 7.0 buffer (19,5 mmol L-1 KH2PO4 / 30,5 mmol L-1 KH2PO4) and acetonitrile (HPLC grade) the system being used in gradient mode with the following conditions: 0 to 3 min (100% Buffer PO43- / 0% ACN) from 3 to 10 min (80% PO43- buffer / 20% ACN), 10 to 20 min (30 % PO43- buffer / 70% ACN), and 20 to 25 min (10% PO43-- buffer / 90% ACN), thereby permitting determination of their retention times (minutes) for the compounds DEDIHAT (2.5 min), DIHAT (9.17 min) DEDIAT (9.3 min) DEHAT (10.7 min) DIAT (14.6 min), HAT (15.5 min), DEAT (16.6 min) and ATZ (20.9 min) using detection at a wavelength of 221nm.

A drenagem ácida de minas (DAM) é um grave problema ambiental proveniente das indústrias de mineração, pois possui altas cargas de sulfato, elementos tóxicos e metais pesados, que podem provocar doenças nos seres humanos ou causar a morte de vidas aquáticas. Sua geração acontece quando minerais sulfetados, principalmente a pirita (FeS2), são oxidados na presença de água, oxigênio e bactérias, levando a produção de íons H+. A fim de contornar as desvantagens de custo e baixa remoção de sulfato do tratamento convencional, estudos têm sido conduzidos com diferentes configurações de reatores anaeróbios para o tratamento biológico através da utilização das bactérias redutoras de sulfato (BRS). Estas convertem o sulfato presente na água, junto com uma fonte de carbono (doador de elétron), produzindo H2S, que é utilizado para a precipitação dos sulfetos metálicos insolúveis, além de, naturalmente, aumentar o pH para próximo de neutro devido a produção de . O reator utilizado no presente trabalho foi um reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) com capacidade total de 10 l, sendo montado com 4,5 de volume útil líquido e 4,5 de biomassa granular proveniente de um reator metanogênico. Etanol foi utilizado como fonte única de carbono e energia, na relação DQO/SO42- de 1,0. Os parâmetros de avaliação da operação do reator foram a carga volumétrica de sulfato (CVS), tempo de detenção hidráulica (TDH) e adição de metais. Os resultados obtidos indicaram um aumento da remoção média de sulfato de (48±13) % para o (77±8) % quando o TDH foi mudado para 16h e a CVS subiu para 0,75 g l-1 d-1. Com a redução do TDH para 12h (CVS de 3,00 g l-1 d-1), a remoção de sulfato atingiu (80±9) %. A remoção de metais cujas concentrações eram 100 mg l-1 de Fe2+, 20 mg l-1 de Zn2+ e 5 mg l-1 de Cu2+, estiveram acima de 96% em todas as condições avaliadas. Para os 533 dias de operação, o pH efluente médio esteve entre (6,3±0,6), e a remoção média de DQO foi de (85±8) %. A análise de parâmetros cinéticos de remoção de sulfato se mostraram bastantes satisfatórios, com um kap no valor de (2,8±0,6) h-1 para o TDH de 16h e CVS de 0,75 g l-1 e adição de Fe, Zn e Cu, e melhor (1622,0±267,8) mg l-1 h-1 quando a carga de sulfato foi de 1500 mg l-1 e TDH de 16h com adição de Fe, Zn e Cu simultaneamente. / Acid mine drainage (AMD) is a serious environmental problem from mining industries, because they have high loads sulfate, toxic elements and heavy metals that can cause disease in humans or cause death of aquatic life. Your generation occurs when sulphide minerals, mainly pyrite (FeS2), are oxidized in the presence of water, oxygen and bacteria, producing H+ ions. In order to get around the disadvantages of cost and low sulfate removal of the conventional treatment, studies have been made with different configurations of reactors for anaerobic biological treatment using the sulphate reducing bacteria (BRS). These convert the sulfate presente in the water, together with a carbon source (electron donor), producing H2S which is used for the precipitation of insoluble metals sulfides, in addition, naturally increase the pH to around neutral due to production . The reactor used in this work was a UASB (upflow anaerobic sludge blanket) with total capacity of 10 liters and was set up with 4.5 liters of liquid volume and 4.5 liters of granular biomass from a methanogenic reactor. Ethanol was used as a unique source of carbon and energy in the ratio COD/SO42- used of 1.0. The evaluation parameters of reactor operation were the volumetric sulfate loading (VSL), hydraulic retention time (HRT) and metals addition. The results indicate an increased mean removal sulfate of (48±13) % to (77±8) % when the HRT was changed to 16 h and CVS increased to 0,75 g l-1 d-1. By reducing the HRT to 12 h (VSL 3,00 g l-1 d-1), the sulfate removal reached (80±9) %. The removal of metals whose concentrations were 100 mg l-1 Fe2+, 20 mg l-1 Zn2+ and 5 mg l-1 Cu2+, were above 96% in all conditions evaluated. In 533 days of operation, the effluent pH was between (6.3±0.6), and the COD removal was (85±8) %. The analysis of the kinetic parameters sulfate removal proved quite satisfactory with a value of kap (2.8±0.6) h-1 for the HRT of 16h and VSL of 0,75 g l-1 d-1 with addition of Fe, Zn and Cu, and the best was (1622.0±267.8) mg l-1 h-1 when sulfate load was 1500 mg l-1 and HRT of 16 h with Fe, Zn and Cu added simultaneously.

A procura por soluções que levem à remoção de sulfato em águas de drenagem ácida de mina (DAM) utilizando reator anaeróbio operado em bateladas sequenciais (ASBR) é uma necessidade que demanda pesquisa e desenvolvimento. A atividade mineradora, embora extremamente necessária, apresenta um viés fortemente negativo, decorrente da elevada quantidade de rejeito gerado no seu processo. O problema é potencializado quando o minério tratado é sulfetado e o seu rejeito, em contato com oxigênio e água, acarreta a formação de uma água residuária denominada drenagem ácida de mina (DAM), caracterizada por elevada acidez (baixo pH) e presença de metais e sulfato dissolvidos. Este processo é acelerado por bactérias existentes no próprio ambiente. Neste trabalho foi utilizada técnica de biorremediação para o tratamento da DAM na qual as bactérias redutoras de sulfato (BRS) através de seu metabolismo dissimilatório geram alcalinidade, aumentando o pH do meio, removem sulfato e precipitam metais existentes na solução através do sulfeto gerado no processo. Utilizou-se reator ASBR, operando com relação entre a demanda química de oxigênio (DQO) e SO42- igual a 1,0 e usando etanol como fonte de carbono e doador de elétrons. Ao longo de mais de 200 dias de operação do reator ASBR, foi avaliada sua adaptação bem como a operação com concentração inicial de 1,0 e 1,5 g.L-1 e adição de Fe2+, Zn2+ e Cu2+, com ciclos de operação de 24 e 48 horas. O pH inicial foi mantido em 4,0 ao longo de toda a operação. As faixas de variação dos valores médios obtidos para os parâmetros analisados foram as seguintes: pH saída – 6,5 a 7,4; remoção SO42- - 43 a 65 %; remoção de DQO – 66 a 90 %; concentração sulfeto – 3,7 a 56,6 mg.L-1 e as remoções de Fe2+, Zn2+ e Cu2+ acima de 99 %. / The search for solutions to achieve sulfate removal from acid mine drainage (AMD) using anaerobic stirred batch reactor (ASBR) demands research and development. The mining industry, although extremely necessary to the human development, has a strongly negative characteristic due to the high quantity of residues generated in its process. The problem is emphasized when the processed ore is sulfide base and its residue, in contact with oxygen and water, produces a wastewater named acid mine drainage (AMD), characterized by high acidity (low pH) and the presence of dissolved heavy metals and sulfate. This process is catalyzed by bacteria existing in the environment. In this work was used a bioremediation technology to treat the AMD where the sulfate reducing bacteria (SRB) through their own dissimilatory metabolism are able to generate alkalinity, increasing the environmental pH, remove sulfate and settle existing metals in the solution due to the reaction with the sulfide generated in the process. In this work was used an ASBR operating with COD/SO42- ratio equal to 1.0 and using ethanol as source of carbon and electron donor. Along more than 200 days of the ASBR operation, aspects such as adaptation and operation adding Fe2+, Zn2+ and Cu2+ were evaluated operating with cycles of 24 and 48 hours. The initial pH was kept around 4.0 along all the experiment. The average value ranges achieved were: pH effluent – 6.5 to 7.4; SO42- removal - 43 to 65 %; DQO removal – 66 to 90%; sulfide concentration – 3.7 to 56.6 mg.L-1 and removal of Fe2+, Zn2+ and Cu2+ were higher than 99 %.

O presente trabalho consistiu em avaliar diferentes estratégias de operação de um reator UASB no tratamento de drenagem ácida de mina - DAM sintética. Foram testados dois reatores idênticos, sendo a operação deles diferenciada pela fonte de carbono, sendo etanol – RE e lactato – RL. As variações realizadas foram no pH afluente, alterando de 3,0 (fase I), para 3,5 (fase II) e 4,0 (fase III) e na relação DQO/Sulfato, sendo 2,0 nas três fases inicias e reduzida por meio da DQO para 1,5 (fase IV) e 0,8 (fase V). Para RE a variação de pH não ocasionou variações significativas, sendo os valores médios das fases I, II e III: pH efluente 5,03, remoções de DQO 34% e de sulfato 88%, produções de sulfeto 122 mg/L, de alcalinidade 101 mg/L, ácido acético 127,7 mg/L e de H2S 1,5 mmol/L. Já a redução de DQO causou uma menor atividade das BRS em RE, sendo que a remoção média de sulfato foi de 87% (fase III) para 58% (fase V), produção de sulfeto de 119 para 55 mg/L, de alcalinidade 105 para 38 mg/L, de ácido acético de 116 para 73 mg/L e H2S de 1,2 E-03 para 4,1 E-04 mol/L. A remoção de DQO, no entanto, apresentou um aumento de 29 para 48%, indicando que o consumo de etanol passou a ser realizado por um outro grupo que não as BRS. Como o sistema era tamponado pelo ácido acético, não houve variações significativas no pH efluente nas ultimas fases. Para RL as alterações tiveram efeito positivo ou indiferente estatisticamente, sendo que na fase I não havia atividade das BRS devido a prevalência da forma de ácido lático em pH muito ácido. As alterações para as demais fases (II, III, IV e V), tiveram, respectivamente, as seguintes respostas médias: pH: 4,6, 6,44, 7,15 e 7,66; remoção de DQO: 19, 33, 46 e 54%; remoção de sulfato: 58, 70, 90 e 84%; produção de sulfeto: 67, 87, 127 e 124 ug/L; produção de alcalinidade: 101, 266, 287 e 225 mg/L; ácido acético: 55,7, 129,8,137,7 e 34,1 mg/L. As concentrações de H2S sofrem influência do pH na determinação em sua fase de concentração, sendo medidas: 9,0E-04, 6,7E-03, 9,2E-04 e 8,9E-04, sendo que o “pulso”verificado na fase III foi devido ao pH. / This work consisted in an evaluation of an UASB reactor treating synthetic acid mine drainage by different operation strategies. Two identical reactors were tested, wherein their operation were differentiated by the carbon source, using ethanol – RE and lactate – RL. The variations were: affluent pH, varying from 3.0 (phase I), to 3.5 (phase II) and 4.0 (phase III) and in the COD/Sulfate ratio, being 2.0 in the three initials phases and reduced by COD variation to 1.5 (phase IV) and 0.8 (phase V). For RE pH changes didn’t cause big variations, wherein the average values of phases I, II and III are: effluent pH 5.03, COD removal 34%, sulfate removal 88%, production of sulfide 122 mg/L, alkalinity 101 mg/L, acetic acid 127.7 mg/L and H2S 1.5 E-03 mol/L. The COD reduction caused a lower SRB activity in RE, which average removal went from 87% (phase III) to 58% (phase V), production of sulfide from 119 to 55 mg/L, alkalinity from 105 to 38 mg/L, acetic acid from 116 to 73 mg/L and H2S from 1.2 E-03 to 4.1 E-04 mol/L. The COD removal, however, present a increase from 29 to 48%, indicating that another group, other than SRB, started to consumption ethanol. There was no significant variation of effluent pH on last phases because the system was buffered by acetic acid. For RL the modifications had a positive or neutral, statistically speaking, impact, since on phase I there was no SRB activity due prevalence of the lactic acid in very acid pH. The modifications to the other phases (II, III, IV and V), had, respectively, the following averages results: pH: 4.6, 6.44, 7.15 and 7.66; COD removal: 19, 33, 46 and 54%; sulfate removal: 58, 70, 90 and 84%; sulfide: 67, 87, 127 and 124 ug/L; alkalinity: 101, 266, 287 e 225 mg/L; acetic acid: 55.7, 129.8, 127.7 and 34.1 mg/L. The H2S concentrations are influenced by pH on the concentration form phase, being: 9.0 E-04, 6.7 E-03 and 8.9 E-04, in which the “pulse” observed in phase III was due to pH. / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais - FAPEMIG

A produção de etanol no Brasil é baseada na extração do caldo de cana-de-açúcar para fermentação e destilação, enquanto o bagaço é queimado nas caldeiras para a cogeração de energia. Embora, este processo aproveite de modo geral toda a biomassa disponível, também gera grande quantidade de resíduo, conhecido como vinhoto ou vinhaça, que ao ser utilizado na fertirrigação pode causar diversos problemas ambientais. Além disso, a necessidade de expandir a produção de biocombustíveis gera uma grande problemática com relação à utilização de terras destinadas à produção de alimentos. Nesse sentido, a produção de etanol de segunda geração (2G) surge como alternativa para aumentar a produtividade do bioetanol, mantendo a mesma área de cana plantada, mas trazendo consigo a problemática do aumento da vinhaça gerada. Tendo em vista os desafios criados em torno desta temática, foi desenvolvido um modelo onde se empregou o tratamento biológico anaeróbio de vinhaça para a produção de metano a ser utilizado como fonte de energia em uma usina autônoma de etanol. O bagaço que seria queimado para este fim foi então conduzido para a produção de etanol 2G, aumentando a produtividade deste combustível. Utilizando a ferramenta Solver, do software Excel, foi possível obter com este modelo até 23 L t-1cana de etanol 2G sem comprometer a autossuficiência energética da planta, de modo que os 9,82 m³ t-1cana de metano produzido pela biodigestão possibilitou o redirecionamento de 17% do bagaço para a produção deste combustível. Desta forma seria possível obter, uma receita anual de até R$ 58 mi. Além do aumento da produtividade, este modelo também previu a redução de impactos ambientais causados pela aplicação da vinhaça no solo, como a prevenção de emissões de cerca de 33.000 tN2O safra-1, e a geração de valor econômico com a venda de produtos e créditos de carbono, que poderiam custear a operação da biodigestão na unidade. / The ethanol production process is commonly performed in Brazil by extracting the sugarcane juice for fermentation and distillation, while the bagasse is burned in boilers for energy cogeneration. Although these processes generally utilize all the available biomass, it also generates large amount of residue, known as stillage or vinasse, which when used in fertigation is responsible for many environmental problems. Moreover, the need to expand biofuel production generates a considerable problem regarding the land use for food production. In this sense, the production of second generation (2G) ethanol is an alternative to increase bioethanol productivity while maintaining the same area of planted ​​cane, but bringing the problem of the vinasse generation increase. In view of the challenges created around this issue, a model was developed considering the biological anaerobic treatment of vinasse for the production of methane to be used as a source of energy in an autonomous plant ethanol. The bagasse supposed to be burned for this purpose was then conducted to produce 2G ethanol, increasing the productivity of the fuel. Using the Solver tool of Excel software, it was possible to obtain with this model up to 23 L t-1cane 2G ethanol without compromising the energy self-sufficiency of the plant, so that 9.82 m³ t-1cane of methane produced by digestion allowed liberation of 17% of bagasse from cogeneration to produce this fuel. Thus, it would be possible to obtain an annual income of up to R $ 58 mi. In addition to increased productivity, this model also foresee the reduction of environmental impacts caused by the application of vinasse in the soil, such as preventing emissions of around 33.000 tN2O season-1, and the generation of economic value by selling products and carbon credits that could fund the operation of biodigestion in the unit.