L’usage excessif des pesticides a entraîné de nombreux effets néfastes sur l’environnement et aussi sur la santé des populations. Il est donc important d’approfondir, nos connaissances sur leur comportement dans toutes les sphères de l’environnement et de mettre en place de nouvelles technologies de dépollution d’effluents chargé en pesticides avant leur rejet dans le milieu naturel. Le travail de cette thèse est situé dans ce contexte. Le premier volet de thèse a été consacré au traitement des solutions aqueuses chargées par deux fongicides (imazalil, thiabendazole), par le procédés d’oxydation électrochimiques directe, afin d’optimiser les différents paramètres expérimentaux de leur dégradation. Ces études confirment l’efficacité du procédé électrochimique dans le traitement des eaux polluées par les pesticides, avec un taux de minéralisation qui dépasse 80%. D’autre part, les résultats obtenus dans ce travail ont montré que la nature du matériel d’anode a une grande influence sur la performance du procédé d’oxydation. Dans la deuxième partie, nous avons étudié la réactivité atmosphérique en phase gazeuse des composés aromatiques hétérocycliques azotés. Ces espèces sont attendues lors de la dégradation des pesticides. Les études cinétiques de ces composés avec l’ozone et les radicaux OH, ont été effectuées dans une chambre de simulation atmosphérique à différentes températures. Les réactions d’ozonolyse de ces composés sont très lentes. Dans le cas de leur réaction avec les radicaux OH, les résultats obtenus montrent que la réactivité atmosphérique de ces composés dépend fortement de leur structure moléculaire. En effet, les composés hétérocycliques aromatiques à 5 atomes présentent une réactivité plus importante vis-à-vis les radicaux OH, par rapport aux composés hétérocycliques aromatiques à six atomes. Par ailleurs, ces études ont montrés que la présence des atomes d’azote dans le cycle aromatique a un effet désactivant sur la réactivité de ces composés avec les radicaux OH. Sur le plan spectroscopique, les spectres d’absorption UV-visibles des composés : 1,2,3 triazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine,et pyridazine, ont été déterminés en phase gazeuse et leurs constantes de photodissociation atmosphérique ont été estimées. Enfin, les données cinétiques et spectroscopiques obtenues ont permis de discuter les implications atmosphériques de ces composés en termes de durée de vie par rapport aux différents processus de dégradation atmosphérique / This work concerns a new insight of treatment of organic pollutants pesticides before their rejection in the natural environment. This phenomenon is increasing dramatically causing many adverse effects on the environment and the health. The first step of this work focused on the treatment of aqueous solution charged with fungicides by direct electrochemical processes. The efficiency of this latter in the treatment of waters polluted by pesticides has been confirmed with a mineralization rate exceeding 80%. In the other hand, the obtained results have ensured that the nature of the anode material is one of the keys and factors having an influence on the oxidation pathway. The second step conducted by absorption spectroscopy and focused on the atmospheric reactivity in the gas phase of nitrogenous heterocyclic aromatic compounds. These species are expected during the degradation of pesticides. The use of an atmospheric simulation chamber at different temperatures allowed us to follow the kinetics of these compounds with ozone and OH radicals. The kinetics of ozonolysis of these compounds is very slow. The molecular structure is the factor, according to the results obtained, controlling the atmospheric reactivity of these compounds in the case of their reaction with OH radicals. Indeed, the 5-atom aromatic heterocyclic compounds have a greater reactivity with respect to the OH radicals, compared with six-membered aromatic heterocyclic compounds. Moreover, according to these studies, the presence of nitrogen atoms in the aromatic ring has a deactivating effect on the reactivity of these compounds with the OH radicals. Spectroscopically, the UV-visible absorption spectra of the compounds 1,2,3-triazole, pyrazole, pyrazine, pyrimidine, and pyridazine were determined in the gas phase and their atmospheric photodissociation constants were estimated. Finally, the kinetic and spectroscopic data obtained made it possible to discuss the atmospheric implications of these compounds in terms of their lifetime with respect to the different processes of atmospheric degradation.

Ce manuscrit porte sur la conception d’un transistor à effet de champ destiné à l’observation de la photoluminescence de l’exciton et des complexes excitoniques chargés du ZnO sous l’influence d’un champ électrique. Pour cela, des simulations ont permis de définir un cahier des charges de la structure du transistor afin de bloquer la conductivité dans le canal de ZnO et d’appliquer un champ électrique intense. La seconde partie concerne le choix du matériau de grille et de l’électrode transparente de surface pour l’observation de la photoluminescence dans le canal. L’oxyde de gallium (-Ga2O3) a été choisi car il présente un grand gap, des propriétés d’isolant et de semi-conducteur avec dopage. Cependant les films de Ga2O3 dopés avec Ti, Sn, Zn et Mg élaborés par MOCVD n’ont pas révélé de conductivité. Les films d’alliages (Ga,Sn)2O3 n’ont pas non plus montré de conductivité et leur structure est étudiée intensivement. Des traitements plasma radiofréquence sous flux d’argon, d’oxygène ou d’hydrogène ont permis de montrer que l’implantation de l’hydrogène donne lieu à un niveau donneur avec une énergie d’activation de 7 meV. La conductivité est toutefois modulée par le dopage en Sn et les traitements s’accompagnent d’un changement de la sous-stœchiométrie en oxygène qui diminue la transparence à cause de la formation de niveau profond de lacune d’oxygène. La structure finale de la grille transparente dans l’ultraviolet pour l’observation de la photoluminescence du ZnO peut donc être élaborée par une grille diélectrique de -Ga2O3 puis une électrode conductrice transparente de (Ga,Sn)2O3 traitée superficiellement par un plasma d’hydrogène. / This manuscript covers the design of a field transistor for the observation of photoluminescence of the exciton and the charged excitonic complex of ZnO under the influence of an electric field. For this, simulations have helped to define the specifications of the transistor structure to block the conductivity in the ZnO channel and applying a strong electric field. The second part concerns the choice of gate material and the surface transparent electrode for the observation of photoluminescence in the channel. The gallium oxide (-Ga2O3) was chosen because it has a large gap, insulating properties and semiconductor properties with doping. However, Ga2O3 films doped with Ti, Sn, Zn and Mg MOCVD did not show conductivity. Films of alloys (Ga,Sn)2O3 have not shown either conductivity and their structure is studied intensively. Radio frequency plasma treatment under a flux of argon, oxygen or hydrogen have shown that implantation of hydrogen gives rise to a donor level with 7 meV activation energy. However, the conductivity is modulated by doping Sn and treatments are accompanied by a change of sub-stoichiometry in oxygen, which reduces the transparency due to the formation of deep level of oxygen vacancy. The final structure of the transparent gate in the ultraviolet for the observation of photoluminescence of ZnO can be prepared by a dielectric gate -Ga2O3 and a transparent conductive electrode of (Ga,Sn)2O3 surface treated by a plasma of hydrogen.

O presente trabalho tem como objetivo estudar as modificações ocorridas na cana-de-açúcar, com diferentes composições químicas e estruturais, pelo pré-tratamento sulfito alcalino. A remoção de lignina e hemicelulose, bem como a introdução de grupos sulfônicos em cana-de-açúcar que ocorrem durante o pré-tratamento sulfito alcalino tornam mais fácil a hidrólise da celulose. A compreensão das modificações químicas e físicas em materiais lignocelulósicos que ocorrem durante este pré-tratamento é fundamental para a geração de processos mais eficazes. Neste trabalho, bagaço e entrenós de cana-de-açúcar, selecionados de plantas híbridas com composição química variada, foram pré-tratados em condições brandas com 10% de sulfito e 5% de hidróxido de sódio por diferentes tempos. No início do pré-tratamento, a deslignificação aumentou rapidamente, o mesmo não aconteceu com a hemicelulose. Nos primeiros 30 min de pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar houve remoção de 50% da lignina inicial e 30% da hemicelulose, o que ocasionou uma melhora significativa na conversão de celulose, atingindo 64%. Mesmo sem remoção adicional de lignina e hemicelulose, o processo continuou a introduzir os grupos ácidos, o que contribuiu para o inchamento da fibra. A largura da fibra do bagaço não tratado aumentou de 10,4 ?m para 30 ?m no material pré-tratado com 120 min. Estas modificações na fibra foram responsáveis pelo aumento na eficiência da hidrólise enzimática da celulose, a qual atingiu 92%. Híbridos experimentais com teores reduzidos de lignina apresentaram taxas iniciais de hidrólise mais elevadas e um menor tempo de pré-tratamento para alcançar a conversão total de celulose do que a cana de referência. Diferentes regiões (medula, interface, córtex e fração externa) dos entrenós das canas foram hidrolisadas por celulases. O pré-tratamento da interface, córtex e fração externa com sulfito-alcalino produziu substratos menos recalcitrantes com o aumento do tempo de reação e resultou na melhora da hidrólise enzimática. Foram utilizadas várias técnicas para avaliar as mudanças que ocorreram durante o pré-tratamento, as quais foram capazes de estudar a morfologia da superfície e as características químicas das amostras. O tratamento químico ocasionou uma intensa deslignificação e alterações morfológicas nas superfícies das fibras da cana-de-açúcar. A redução na absorção a 285 nm e 315 nm das paredes celulares das fibras, parênquima e dos vasos aumentou substancialmente os valores de conversão enzimática da celulose e da hemicelulose. Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FE-SEM) revelou que as fibras da região do córtex e, especialmente, da interface mostrou paredes celulares colapsadas após a parcial deslignificação. Após o tratamento sulfito alcalino, os dados de espectroscopia fotoelétrica de raio-X (XPS) e espectrometria de massa de íons secundários por tempo de vôo (TOF-SIMS) apresentaram um aumento das intensidades dos sinais nas superfícies das fibras, os quais foram atribuídos à presença de carboidratos em algumas amostras. Em conformidade, os sinais de lignina diminuíram nas superfícies das fibras das mesmas amostras. / The present work aims to study the changes occurring in sugar cane, with different in structure and chemical compositions, by sulfite-alkaline pre-treatment. Removing lignin and hemicellulose as well as introducing sulfonic groups in sugar cane pretreated with alkaline sulfite made cellulose hydrolysis easier. Understanding the chemical and physical alterations occurring during this pretreatment of lignocellulosic materials is fundamental for the generation of effective pretreatment methods. In the present work, sugarcane bagasse and also sugar cane internodes, selected from experimental hybrid plants, were pretreated with the alkaline-sulfite process under mild conditions with varied cooking times. The first 30 min of pretreatment of sugar cane bagasse, which removed approximately half of the initial lignin and 30% of hemicellulose seemed responsible for a significant enhancement of the cellulose conversion level, which reached 64%. After the first 30 min of pretreatment, delignification increased slightly and hemicellulose removal was not enhanced. However, the process continued to introduce acid groups into the residual lignin that enhanced the fiber swelling up to 120 min of cooking. The fiber widths increased from 10,4 ?m in the untreated bagasse to 30 ?m in the 120 min-pretreated material. These changes were responsible for an additional increase in the efficiency of enzymatic hydrolysis of the cellulose, which reached 92%. Experimental hybrids with less original lignin presented higher initial hydrolysis rates than reference sugar cane and required lower time of pretreatment to achieve the total cellulose conversion. Different regions (pith, interface, rind and outermost fraction) of the internodes of types of sugarcanes were hydrolyzed by cellulases. The pretreatment of the interface, rind and outermost fraction with alkaline sulfite produced less recalcitrant substrates with increasing reaction time and resulted in improvement enzymatic hydrolysis. Several techniques enabling the study of surface morphological and chemical characteristics were used to evaluate the changes occurring during the pretreatment step. The chemical treatment caused intense delignification and morphological changes on the sugar cane fiber surfaces. The reduction in the absorption at 285 nm and 315 nm of the cell walls of the fibers, parenchyma and vessel, substantially increased the values of enzymatic conversion of cellulose and hemicellulose. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) indicated that the fibers from rind regions and especially from the interface showed collapsed cell walls after partial delignification. After the alkaline sulfite treatment, X-ray photoelectrom spectroscopy (XPS) and time-of-flight-secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) data showed increased signal intensities on the fibers surfaces assigned to carbohydrates of some samples. In accordance, the lignin signals diminished on the fiber surfaces of the same samples.

O modelo produtivo da Revolução Verde iniciado no pós-guerra, buscou elevar a produtividade agrícola, com o discurso de suprir as necessidades alimentares de uma crescente população mundial, instalando novas tecnologias que utilizam fertilizantes e pesticidas a fim de garantir elevada produção no campo. A cultura de arroz irrigado, desde o século XX, é a principal atividade agrícola da região do Vale do Paraíba, exibindo uso contínuo de pesticidas com o intuito de combater as pragas. Os recursos hídricos são os mais afetados devido à agricultura exigir elevado suprimento de água, conduzindo o desenvolvimento das riziculturas próximo aos rios. O comprometimento destes recursos naturais gera prejuízos às espécies aquáticas e a saúde humana, principalmente quando são utilizados para abastecimento público. Tal situação exige controle e estudos que possibilitem o monitoramento de pesticidas no ambiente e, que possibilitem conhecer e determinar os efeitos tóxicos que são causados aos organismos, em decorrência da exposição a estas substâncias químicas. Novos métodos analíticos com sensibilidade e robustez adequados, que correlacionem o desenvolvimento e a otimização de maneira lógica e organizada, devem ser desenvolvidos e validados a fim de possibilitar a quantificação confiável destes compostos em água. Neste sentido, este trabalho propôs um estudo para avaliar toxicidade dos ingredientes ativo, bentazona e glifosato, empregados nas culturas de arroz irrigado localizadas no munícipio de Canas/SP, sobre os organismos aquáticos Daphnia similis e Pseudokirchneriella subcaptata. Assim como, o desenvolvimento e a validação de um método cromatográfico para a determinação de bentazona em água. Os resultados da avaliação da toxicidade mostraram que o bentazona e o glifosato apresentaram toxicidade aguda a D. similis em concentrações >= 0,3 e 4,4 mg L-1, respectivamente. No estudo da toxicidade crônica a P. subcaptata, o bentazona mostrou-se tóxico nas concentrações analisadas, ocasionando até 86% de inibição do crescimento algáceo. O glifosato agiu positivamente sobre a biomassa algal, o crescimento aumentou em 186 a 268 % de acordo com as concentrações avaliadas. O método cromatográfico foi desenvolvido e validado seguindo os principais guias de validação analítica, INMETRO, ANVISA, EURACHEM e IUPAC. A faixa linear, obtida após a validação do método, encontra-se compreendida entre 0,12 a 6,00 mg L-1. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LQ) determinados foram de 0,08 e 0,12 mg L-1, respectivamente. Aplicando o método cromatográfico desenvolvido, foi possível determinar resíduos de bentazona em amostras de água coletada do Rio Canas, obtendo concentrações que variaram de 0,199 a 5,524 mg L-1 durante os meses de outubro, novembro e dezembro de 2015. / The production model of the Green Revolution started after the war, sought to raise agricultural productivity, with the speech to meet the food needs of a growing world population, installing new technologies that use fertilizers and pesticides to ensure high production in the field. The cultivation of rice, from the twentieth century is the main agricultural activity of the Paraiba Valley region, displaying continuous use of pesticides in order to combat pests. Water resources are the most affected due to the agriculture requiring high water supplies, leading the development of riziculturas close to rivers. The commitment of these natural resources generates losses to aquatic species and human health, especially when used for public supply. This situation requires control and studies for pesticide monitoring in the environment and to enable know and determine the toxic effects that are caused to organisms, as a result of exposure to these chemicals. New analytical methods with sensitivity and robustness appropriate, to correlate the development and optimization of logical and organized manner, must be developed and validated to allow reliable quantification of these compounds in water. In this sense, this paper proposed a study to evaluate the toxicity of active ingredients, bentazon and glyphosate employed in rice crops located in the municipality of Canas / SP on aquatic organisms Daphnia similis and Pseudokirchneriella subcaptata. As the development and validation of a chromatographic method for the determination of bentazone in water. The results of the evaluation of toxicity and showed that bentazone glyphosate had acute toxicity to D. similis at concentrations >= 0.3 and 4.4 mg L-1, respectively. In the study of chronic toxicity P. subcaptata, the bentazone proved toxic in the concentrations examined, leading to 86% inhibition of algal growth. Glyphosate act positively on the algal biomass, increased growth in 186 to 268% according to the concentrations tested. The chromatographic method was developed and validated following the main tabs of analytical validation, INMETRO, ANVISA, EURACHEM and IUPAC. The linear range, obtained after the validation of the method, is in the range from 0.12 to 6.00mg L-1. The limits of detection (LOD) and quantitation (LOQ) were determined from 0.08 to 0.12 mg L-1, respectively. Applying the chromatographic method developed, it was possible to determine bentazone residues in water samples collected from the Rio Canas, obtaining concentrations ranging from 0.199 to 5.524 mg L-1 during the months of October, November and December 2015.

Os disruptores endócrinos são frequentemente relatados na literatura como contaminantes de ambientes aquáticos. Por isso, os processos oxidativos avançados (POAs) têm sido estudados como alternativa para o tratamento em meio aquoso. Os POAs consistem na oxidação de compostos orgânicos por radicais hidroxilas com alto poder oxidante. Diante desses aspectos, o presente trabalho tem como principal objetivo o estudo da degradação do metil parabeno (MeP) por processos Fenton, utilizando planejamento experimental e a análise dos modelos matemáticos, possibilitando a avaliação da influência das variáveis e determinando as melhores condições. As degradações de 300 mL de 100 mg L-1 de MeP com o processo Fenton foram realizadas em um reator de vidro onde as concentrações ótimas foram: 16 mg L-1 de Fe2+, 62 mg L-1 de H2O2, pH = 3, agitação constante e 30°C chegando a 100% de degradação em 20 minutos. Para o foto-Fenton, as degradações foram de 500 mL de 100 mg L-1 de MeP em um reator com lâmpada de mercúrio de 4 W , utilizando-se uma concentração de 4 mg L-1 de Fe2+ e 52 mg L-1 de H2O2, pH = 3, 30°C e agitação constante chegando a 100% de degradação em 16 minutos. Finalmente a degradação de 300 mL de 100 mg L-1 de MeP por eletro- Fenton foi realizada em um reator, com 4 mg L-1 de Fe2+, com densidade de corrente (j = 25 mA cm-2) para a produção de H2O2 com eletrodos ADE(cátodo), platina(ânodo), 0,05 mol L-1 de Na2SO4 como eletrólito suporte, pH = 3, sob agitação constante e 30°C chegando a 100% de degradação em 11 minutos. A eficiência da degradação de MeP foi monitorada por espectroscopia UV-VIS e cromatografia liquida de alta eficiência (CLAE) e, a mineralização, pelo monitoramento do carbono orgânico total (COT). / Endocrine disruptors are frequently reported in the literature as contaminants of aquatic environments. Therefore, the advanced oxidation processes (AOPs) have been studied as an alternative to aqueous media treatments. AOPs involve the oxidation of organic compounds by hydroxyl radicals with high oxidation power. Considering these aspects, the aim of the present work is to study the methyl paraben (MeP) degradation by Fenton processes using experimental design and analysis of mathematical models, allowing the evaluation of the influence of variables and determining the best conditions. The degradation of 300 mL of 100 mg L-1 of MeP with Fenton process was performed in a glass reactor where the optimal concentrations were 16 mg L-1 of Fe2+, 62 mg L-1 of H2O2, pH = 3, constant stirring and T = 30°C, reaching 100 % degradation in 20 minutes . For the photo-Fenton degradations were 500 mL of 100 mg L-1 of MeP in a reactor with a mercury lamp with 4 W, using concentration of 4 mg L-1 of Fe2+, 52 mg L-1 of H2O2, pH = 3 , T = 30°C and constant stirring, reaching 100 % biodegradation in 16 minutes. Finally, the degradation of 300 mL of 100 mg L-1 of MeP by electro-Fenton was carried out in a reactor with 4 mg L-1 of Fe2+ with current density (j = 25 mA cm-2) for the production of H2O2 with ADE electrodes (cathode), platinum (anode), 0.05 mol L-1 Na2SO4 as supporting electrolyte, pH = 3, T = 30°C and constant stirring, to reaching 100 % degradation in 11 minutes. The degradation efficiency of MeP was monitored by UV- VIS spectroscopy and liquid chromatography (HPLC) and mineralization, by monitoring the total organic carbon (TOC).

A indústria têxtil utiliza grandes quantidades de água e como consequência gera efluente que apresenta um alto potencial de impacto ambiental. Este trabalho teve como objetivo o tratamento de efluentes têxteis produzidos com corantes reativos por processo de oxidação avançada H2O2/UV, os efluentes foram produzidos em laboratório segundo as condições de processos industriais e foram utilizados nos estudos de reuso em um novo processo de tingimento. Foram produzidos efluentes através dos tingimentos com três corantes reativos um amarelo Drimaren Cl-2R um vermelho Drimaren Cl-5B e um azul Drimaren, na concentração de 1,1% individualmente e em conjunto, compondo uma tricromia a 1,2%. Foram adicionados 14,71 mmol. L-1 peróxido de hidrogênio nas amostras residuais de efluentes e estas foram colocadas no reator de fotodegradação com radiação UV, foram utilizados como fonte de irradiação três lâmpadas de 6 Watts capazes de emissão de UV 1,7 Watts. As amostras foram coletadas e analisadas em intervalos de até 270 minutos de irradiação. Este processo foi executado em três faixas de pH diferentes, 4,0; 7,0 e 11,0, sendo que no pH 4,0 o processo foi mais eficiente com resultados de remoção de cor superiores a 91,12 ± 3,09%. Estas águas de reuso foram utilizadas para novos tingimentos nas mesmas condições e analisadas por meio de colorimetria resultando em valores de E menores que 0,62. Foram realizadas analises de carbono orgânico total (COT), as quais também corroboraram com os resultados anteriores, uma vez que demonstram que existe redução da carga orgânica de até 43,22%. Foram realizadas medições de condutividade dos banhos e assim foi possível fazer a correção de cloreto de sódio nos banhos dos processos de tingimentos posteriores, permitindo assim a redução da adição de cloreto de sódio nos banhos. / The textile industry uses big quantities of water and normally as consequence the effluent has a high environmental impact. This study aimed treat textile effluents produced with reactive dyes by advanced H2O2 / UV oxidation process, the effluents were produced in the laboratory under conditions of industrial processes and have been used in studies of reuse in a new dying process. The effluents were produced by dying with three reactive yellow Drimaren dye CL 2R, red Drimaren CL 5B and blue Drimaren HF-RL in concentration of 1.1% individually and in combination, comprising a trichromy of 1.2%. In the waste effluent was added 14.71 mmol.L-1 hydrogen peroxide and these samples were placed on a photodegradation reactor where was used three lamps 6 Watts UV able to emit 1.7 Watts each of them. The samples were collected and analyzed at intervals of up to 270 minutes of irradiation. This process was performed in three different pH ranges, 4,0; 7,0 and 11,0, and at pH 4,0 the process was more efficient with color removal rate higher than 91,12 ± 3,09%.%.This reuse water has been used for new dying under the same conditions and analyzed through colorimetry resulting in lower E values than 0.62. The total organic carbon analysis (TOC), which also corroborate the previous results, since it shows that there is a reduction of the organic load of up to 43.22%. The bath conductivity measurements were carried out and it was possible to make the adjustment of sodium chloride in the further dying processes allowing the reduction of sodium chloride added in the baths.

Os efluentes corados ainda são um problema em estações de tratamento de esgoto. Os corantes normalmente apresentam estruturas complexas e difíceis de serem degradadas por processos convencionais, entrando no meio ambiente aquático e causando impacto visual, mudanças nas características físico-químicas da água, prejudicam a fotossíntese do meio e podem apresentar efeitos ecotóxicos. Para o tratamento de vários tipos de efluentes, os Processos Oxidativos Avançados (POAs) são eficientes, rápidos e promovem uma oxidação não seletiva. Os POAs podem se tornar mais eficazes com o acoplamento de outras tecnologias, como as micro-ondas. As micro-ondas não possuem energia suficiente para quebrar as ligações intermoleculares, mas quando somadas ao processo UV/H2O2 pode haver um efeito sinérgico melhorando o desempenho do POA. Neste trabalho, buscou-se a otimização do processo UV/H2O2 acoplado às micro-ondas utilizando-se uma lâmpada de descarga sem eletrodo (LDE) de Hg e Fe. Utilizou-se um planejamento experimental para estudar a degradação de uma mistura de três corantes ácidos de classes diferentes: Acid Blue 9 (C.I. 42090, triarilmetano), Acid Red 92 (C.I. 45410, xanteno) e Acid Yellow 23 (C.I. 19140, monoazo). A variável-resposta observada foi a concentração residual dos corantes medida por CLAE. As condições ótimas para o tratamento foram: concentração inicial de peróxido de hidrogênio = 125 mg L-1, pH= 6,2 e vazão = 800 mL min-1. Em 180 min de tratamento, correspondente a 45 min de irradiação alcançou-se uma degradação de 23, 20 e 98% para AB9, AR92 e AY23 respectivamente. O modelo cinético foi de pseudo 1ª ordem para o AY23, com k = (1,7 ±0,041) × 10-2 min-1 e R² = 0,990. Não foi possível determinar a cinética de degradação do AB9 e do AR92 por causa da baixa degradação alcançada (aproximadamente uma ordem de grandeza menor). A partir das análises de espectrometria de massas, observou-se um único produto de degradação: o AY23 monohidroxilado. Esse produto não apresentou ecotoxicidade para o organismo-teste L. sativa. No entanto, ele foi tóxico para o organismo D. similis, imobilizando os microcrustáceos em todas as diluições testadas. / Colored effluents are still a problem in wastewater treatment plants. Dyes usually have complex structures that are difficult to be degraded by conventional processes, thus entering into the aquatic environment and causing visual impact, changes in the water physicochemical characteristics, impairing photosynthesis, and posing ecotoxic effects. For the treatment of various types of wastewater, the Advanced Oxidation Processes (AOP) are efficient, fast and promote non-selective oxidation. AOPs can become more effective by coupling them to other technologies, such as microwaves. Microwaves do not have enough energy to break intermolecular bonds, but when coupled to the UV/H2O2 process, there may be a synergistic effect improving the AOP performance. In this study, the UV/H2O2 process coupled to microwaves, using an Hg and Fe electrodeless discharge lamp (EDL), was optimized. An experimental design was performed to study the degradation of a mixture of three acid dyes of different classes: Acid Blue 9 (C.I. 42090 , triarylmethane), Acid Red 92 (C.I. 45410, xanthene), and Acid Yellow 23 (C.I. 19140, monoazo). The observed response variable was the residual concentration of the dyes measured by HPLC. The optimum conditions for the treatment were: initial hydrogen peroxide concentration = 125 mg L- 1, pH = 6.2, and flow rate = 800 mL min-1. In 180 min of treatment, corresponding to 45 min of irradiation, it was achieved a degradation of 23, 20, and 98% for AB9, AR92, and AY23 respectively. The AY23 degradation followed a pseudo-first-order kinetic model, with k = (1.7 ±0,041) × 10-2 min-1 and R² = 0.990. It was not possible to determine the degradation kinetics of AB9 and AR92 due to the low degradation achieved (approximately one order of magnitude lower). From mass espectrometry analyses, only one degradation product was observed: monohydroxilated AY23. That product showed no ecotoxicity towards the test-organism L. sativa. However, it was toxic towards the test-organism D. similis, immobilizing the microcrustaceans in all tested dilutions.

A determinação do Fator de Proteção Solar (FPS) de protetores solares atualmente é uma exigência regulatória na grande maioria dos países e blocos econômicos mundiais. Para tal, adota-se exclusivamente o uso de métodos que requerem a irradiação UV de voluntários humanos nos procedimentos de determinação do FPS. Alguns métodos in vitro não-invasivos estão descritos na literatura, mas até o momento nenhum deles foi aceito pela comunidade internacional para a determinação do Fator de Proteção Solar de preparações cosméticas. Portanto, o desenvolvimento de métodos para a determinação do FPS in vitro, com boa correlação com os métodos in vivo, é de enorme interesse de pesquisadores e empresas do setor. Visando oferecer alternativas não-invasivas para a determinação do FPS de protetores solares, serão descritos procedimentos de preparo de um dispositivo fotoquímico nanoestruturado e sua aplicação no desenvolvimento de metodologias in vitro para a determinação do FPS de protetores solares. Todas as amostras utilizadas no desenvolvimento das metodologias foram previamente avaliadas em estudos clínicos para a determinação do Fator de Proteção Solar. Os resultados obtidos in vitro apresentaram boa correlação com os resultados in vivo, demonstrando que os dispositivos apresentam grande potencialidade e viabilidade para aprimoramento e construção de um equipamento capaz de reduzir ou até substituir os ensaios clínicos in vivo atualmente exigidos e praticados. / The determination of the Sun Protection Factor (SPF) of sunscreen formulations is currently a regulatory requirement in most countries and economic blocs in the world. Strict methodologies are adopted to determine the SPF, based on the UV irradiation of human volunteers in order to induce an erythemal response in the presence and absence of sunscreen applied to the skin. Some non-invasive in vitro test methods can be found in the scientific literature but, so far, none of them have been accepted by the international community as a standard for determination of the Sun Protection Factor. Therefore, the development of in vitro methods for determination of the SPF, exhibiting good correlation with the in vivo methods, is of enormous interest for researchers and companies. Thus, a non-invasive alternative for in vitro determination of the SPF of sunscreens, based on nanostructured photochemical devices, is described. The accuracy and reprodutibility of the new methodology were verified using clinicaly evaluated samples and correlating the in vitro with the in vivo Sun Protection Factors data. The in vitro results showed good correlation with in vivo results, demonstrating that UV-dosimeters are suitable for FPS measurements, having great potentiality for the development of equipments that would reduce or even replace the in vivo clinical trials currently in use

O presente trabalho tem como objetivo estudar as modificações ocorridas na cana-de-açúcar, com diferentes composições químicas e estruturais, pelo pré-tratamento sulfito alcalino. A remoção de lignina e hemicelulose, bem como a introdução de grupos sulfônicos em cana-de-açúcar que ocorrem durante o pré-tratamento sulfito alcalino tornam mais fácil a hidrólise da celulose. A compreensão das modificações químicas e físicas em materiais lignocelulósicos que ocorrem durante este pré-tratamento é fundamental para a geração de processos mais eficazes. Neste trabalho, bagaço e entrenós de cana-de-açúcar, selecionados de plantas híbridas com composição química variada, foram pré-tratados em condições brandas com 10% de sulfito e 5% de hidróxido de sódio por diferentes tempos. No início do pré-tratamento, a deslignificação aumentou rapidamente, o mesmo não aconteceu com a hemicelulose. Nos primeiros 30 min de pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar houve remoção de 50% da lignina inicial e 30% da hemicelulose, o que ocasionou uma melhora significativa na conversão de celulose, atingindo 64%. Mesmo sem remoção adicional de lignina e hemicelulose, o processo continuou a introduzir os grupos ácidos, o que contribuiu para o inchamento da fibra. A largura da fibra do bagaço não tratado aumentou de 10,4 ?m para 30 ?m no material pré-tratado com 120 min. Estas modificações na fibra foram responsáveis pelo aumento na eficiência da hidrólise enzimática da celulose, a qual atingiu 92%. Híbridos experimentais com teores reduzidos de lignina apresentaram taxas iniciais de hidrólise mais elevadas e um menor tempo de pré-tratamento para alcançar a conversão total de celulose do que a cana de referência. Diferentes regiões (medula, interface, córtex e fração externa) dos entrenós das canas foram hidrolisadas por celulases. O pré-tratamento da interface, córtex e fração externa com sulfito-alcalino produziu substratos menos recalcitrantes com o aumento do tempo de reação e resultou na melhora da hidrólise enzimática. Foram utilizadas várias técnicas para avaliar as mudanças que ocorreram durante o pré-tratamento, as quais foram capazes de estudar a morfologia da superfície e as características químicas das amostras. O tratamento químico ocasionou uma intensa deslignificação e alterações morfológicas nas superfícies das fibras da cana-de-açúcar. A redução na absorção a 285 nm e 315 nm das paredes celulares das fibras, parênquima e dos vasos aumentou substancialmente os valores de conversão enzimática da celulose e da hemicelulose. Microscopia eletrônica de varredura por emissão de campo (FE-SEM) revelou que as fibras da região do córtex e, especialmente, da interface mostrou paredes celulares colapsadas após a parcial deslignificação. Após o tratamento sulfito alcalino, os dados de espectroscopia fotoelétrica de raio-X (XPS) e espectrometria de massa de íons secundários por tempo de vôo (TOF-SIMS) apresentaram um aumento das intensidades dos sinais nas superfícies das fibras, os quais foram atribuídos à presença de carboidratos em algumas amostras. Em conformidade, os sinais de lignina diminuíram nas superfícies das fibras das mesmas amostras. / The present work aims to study the changes occurring in sugar cane, with different in structure and chemical compositions, by sulfite-alkaline pre-treatment. Removing lignin and hemicellulose as well as introducing sulfonic groups in sugar cane pretreated with alkaline sulfite made cellulose hydrolysis easier. Understanding the chemical and physical alterations occurring during this pretreatment of lignocellulosic materials is fundamental for the generation of effective pretreatment methods. In the present work, sugarcane bagasse and also sugar cane internodes, selected from experimental hybrid plants, were pretreated with the alkaline-sulfite process under mild conditions with varied cooking times. The first 30 min of pretreatment of sugar cane bagasse, which removed approximately half of the initial lignin and 30% of hemicellulose seemed responsible for a significant enhancement of the cellulose conversion level, which reached 64%. After the first 30 min of pretreatment, delignification increased slightly and hemicellulose removal was not enhanced. However, the process continued to introduce acid groups into the residual lignin that enhanced the fiber swelling up to 120 min of cooking. The fiber widths increased from 10,4 ?m in the untreated bagasse to 30 ?m in the 120 min-pretreated material. These changes were responsible for an additional increase in the efficiency of enzymatic hydrolysis of the cellulose, which reached 92%. Experimental hybrids with less original lignin presented higher initial hydrolysis rates than reference sugar cane and required lower time of pretreatment to achieve the total cellulose conversion. Different regions (pith, interface, rind and outermost fraction) of the internodes of types of sugarcanes were hydrolyzed by cellulases. The pretreatment of the interface, rind and outermost fraction with alkaline sulfite produced less recalcitrant substrates with increasing reaction time and resulted in improvement enzymatic hydrolysis. Several techniques enabling the study of surface morphological and chemical characteristics were used to evaluate the changes occurring during the pretreatment step. The chemical treatment caused intense delignification and morphological changes on the sugar cane fiber surfaces. The reduction in the absorption at 285 nm and 315 nm of the cell walls of the fibers, parenchyma and vessel, substantially increased the values of enzymatic conversion of cellulose and hemicellulose. Field emission scanning electron microscopy (FE-SEM) indicated that the fibers from rind regions and especially from the interface showed collapsed cell walls after partial delignification. After the alkaline sulfite treatment, X-ray photoelectrom spectroscopy (XPS) and time-of-flight-secondary ion mass spectrometry (ToF-SIMS) data showed increased signal intensities on the fibers surfaces assigned to carbohydrates of some samples. In accordance, the lignin signals diminished on the fiber surfaces of the same samples.

Nesse trabalho foi estudada uma técnica para a detecção de OHTC na água salina. Descobriu-se que certos complexos de rutênio em determinados valores de pH reagem com a molécula de OHTC e isto é detectável por espectrofotometria UV-Vis. Foram estudados os complexos fac-[RuCl2(S-DMSO)3(O-DMSO)] (complexo 1), {[(DMSO)2H][trans-RuCl4(DMSO)2]} (complexo 2) e cis-[RuCl2(bpy)2].2H2O (complexo 3). O complexo 1 possui um dos ligante (O-DMSO) que pode ser substituído pelo OHTC. Já o complexo 2 possui um dos ligantes (S-DMSO) na posição trans um ao outro, e o complexo 3 possui os 2 íons Cl- para tal finalidade. Determinou-se que o complexo 1 é viável, mesmo em presença de sais presentes na água do mar. Assim a reação foi realizada em função do tempo, variação do pH, temperatura e concentração de OHTC. Nos outros dois complexos os estudos foram realizados sem a variação da temperatura e concentração de OHTC. / p>In this work we studied a technique for detection of OHTC in water. It was discovered that complexes involving ruthenium, on determined pH values, react with the OHTC molecule and this is detectable by UV-VIS spectroscopy. The complexes fac-[RuCl2(S-dmso)3(O-dmso)] (complex 1), {[(DMSO)2H][trans-Ru(DMSO)2Cl4]} (complex 2), and cis-[RuCl2(bpy)2].2H2O (complex 3) were studied. The complex 1 present one position ( O - DMSO) which can be substituted by the OHTC. Additionally, the complex 2 present two ligands ( S- DMSO) trans between each other, and the complex 3 present two chloride ions for the same porpose of complex 1 respectively. It was determined that the complex 1 was able to react with OHTC even in presence of the salts present in sea water. Thereby, the reaction involving complex 1 and OHTC was monitored in function of the time, pH, temperature, and finally concentration of OHTC. On the other two complexes, the reaction was studied without variation of temperature and concentration of OHTC.