Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T05:30:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Takeuchi_ThaisMassue_D.pdf: 62789332 bytes, checksum: 0f1f53dcca615588eadb1e70a9ea77ff (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Isotermas de rendimento global (IRG) foram construídas com o objetivo de avaliar as melhores condições de temperatura e pressão para a obtenção do extrato supercrítico da macela (Achyrocline satureioides). As extrações foram realizadas a 30, 45 e 60°C e 100, 150, 200, 250 e 300 bar utilizando-se CO2 supercrítico puro, e a 30 e 45°C e 100, 200 e 300 bar utilizando-se a mistura CO2 supercrítico + etanol (20 % v/v) como solvente de extração. Os extratos foram avaliados em relação às suas propriedades funcionais (atividade antioxidante, compostos fenólicos totais e flavonóides totais) e às suas composições (cromatografias gasosa e de camada delgada). Amostras de extrato de macela obtidas através de métodos de extração com solvente a baixa pressão (ESBP) também foram submetidos às mesmas análises e serviram como parâmetro de comparação. Os dados experimentais indicaram que, no caso da utilização do CO2 puro, os melhores resultados, em termos de rendimento, composição e funcionalidade dos extratos, foram obtidos a 45°C e 200 bar. Por outro lado, a adição do etanol como co-solvente indicou uma elevação da polaridade do solvente supercrítico, facilitando a extração de compostos relativamente polares como os fenólicos e, mais especificamente, os flavonóides, com teores comparáveis aos dos extratos obtidos através de métodos de ESBP. As inflorescências de macela também foram submetidas a experimentos cinéticos de extração supercrítica, sem e com a adição de etanol como co-solvente. Os experimentos realizados com CO2 puro foram dedicados ao estudo da influência da geometria de leito sobre a cinética de extração e à estimativa do custo de manufatura do extrato supercrítico de A. satureioides. Já os experimentos cinéticos realizados com co-solvente tiveram o objetivo de avaliar a influência da variação de parâmetros como o teor de co-solvente, a vazão de extração, e a aplicação de período estático sobre a cinética de extração. Subseqüentemente, foi realizado um estudo da etapa de separação dos processos de extração supercrítica do óleo de cravo-da-índia (Eugenia caryophyllus) e do extrato de vetiver (Vetiveria zizanoides) através de simulações do equilíbrio de fases que acontece dentro do separador, com o auxílio do software SuperPro® Designs 6.0. Para tanto, partiuse de dados encontrados da literatura em relação aos parâmetros de processo e às composições dos extratos de ambas as espécies. Esta investigação não pôde ser realizada tendo como base o extrato da macela em decorrência da dificuldade de identificação de seus compostos majoritários. Adicionalmente, no caso do óleo de cravo-da-índia, os resultados obtidos através das simulações foram incorporados às estimativas de seu custo de manufatura, de forma a possibilitar a análise do impacto dos parâmetros de operação do separador sobre o custo de produção deste óleo. A análise dos resultados obtidos levou em consideração o fato de o sistema CO2 supercrítico + óleo de cravo-da-índia apresentar diversas características extremamente favoráveis, não apenas à etapa extrativa, como também à etapa de separação, e que são praticamente exclusivas ao processo de extração supercrítica deste óleo / Abstract: Global Yield Isotherms (GYI) have been built with the aim of evaluating the best temperature and pressure conditions for the obtaining of the macela¿s (Achyrocline satureioides) supercritical extract. The extraction experiments were performed at 30, 45 and 60°C and 100, 150, 200, 250, and 300 bar, using pure supercritical CO2 as the extraction solvent, and at 30 and 45°C and 100, 200 and 300 bar, using the mixture supercritical CO2 + ethanol (20 % v/v). The resulting extracts were evaluated in terms of their functional properties (antioxidant activity, total phenolic compounds and total flavonoids) and compositions (gas and thin layer chromatographies). Samples of macela extracts obtained through low pressure solvent extraction (LPSE) have also been subjected to the same analysis methods in order to make it possible to compare them to the supercritical extracts samples. The experimental data indicated that, in the case of the utilization of pure CO2 as the extraction solvent, the best results, in terms of yield, composition and functional properties of the extracts, were obtained at 45°C and 200 bar. On the other hand, the addition of ethanol as a co-solvent probably increased the polarity of the supercritical solvent, enhancing the obtaining of relatively polar compounds as the phenolics and, more specifically, the flavonoids, with concentrations comparable to those of the LPSE extracts. The macela flowers were also subjected to supercritical extraction kinetics experiments, with and without the addition of ethanol as co-solvent. The kinetic experiments performed with pure CO2 had the purpose of evaluating the bed geometry influence on the extraction kinetics and to serve as a database for the cost of manufacture estimation for the A. satureioides extract. In the case of the kinetic experiments performed with ethanol as co-solvent, the objective was the evaluate the influence of some process parameters variations as the ethanol/ CO2 relation, the extraction solvent flow rate and the application of a static period on the extraction kinetics. Subsequently, it was developed a study on the separation step of the clove (Eugenia caryophyllus) and vetiver (Vetiveria zizanoides) supercritical extraction processes through simulations of the phase equilibrium that takes place inside the separation vessel, with the aid of the software SuperPro® Designs 6.0. Experimental data such as process parameters and extracts¿ compositions (for both species) were obtained from literature. This investigation could not be performed for the separation step of the supercritical extraction of macela due to difficulties related to the extract¿s major compounds identification. Additionally, in the clove oil case, the separation step simulation results have been incorporated to the cost of manufacturing estimations, in such a way that it was possible to analyze the impact of the separator performance on the production costs. Throughout the process of results analyses, the fact that the system supercritical CO2 + clove oil presents several extremely favorable characteristics, not only related to extraction step, but also to the separation step, which are practically exclusively to the supercritical extraction of the clove oil, was taken into consideration / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária. As vazões média e máxima de esgoto bruto, respectivamente, de 640L.d-1 e 1600L.d-1, foram aplicadas à entrada do TS de 5.000L e deste escoaram por gravidade à entrada da wetland construída híbrida, com TDH total de 2,8d e 1,1d, respectivamente, sob aplicação das vazões média e máxima de projeto. O monitoramento do experimento em campo, incluindo o período inicial de partida, durou 6 meses consecutivos. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos do esgoto bruto e do efluente do tanque séptico e das câmaras da wetland construída híbrida durante 97 dias consecutivos. Os resultados indicaram que tanto as mudas jovens quanto as adultas de capim Vetiver adaptaram-se bem às condições ambientais. As eficiências médias de remoção no efluente tratado final quanto à matéria orgânica carbonácea foram de 96 por cento para DBO5,20 e 90 por cento para DQO, 40 por cento para N-total, 23 por cento para N-amoniacal total, 60 por cento para P-total, 52 por cento para P-PO4, 74 por cento para SST, 96 por cento para SSV, 75 por cento para sólidos sedimentáveis, 44 por cento para SDV, 88 por cento para sulfeto total, e 97 por cento para óleos e graxas totais, variando entre 73 por cento a 100 por cento . Cerca de 80 por cento da fração orgânica da matéria nitrogenada presente no esgoto bruto foi removida. A remoção de coliformes termotolerantes foi, em média, de 2 e 3 unidades log, e de Escherichia Coli, média de 1 e 3 unidades log, respectivamente, sob aplicação das vazões máxima e média, Giardia sp, média de 99,995 por cento , Cryptosporidium sp, média de 98,7 por cento , Enterovírus, média de 99,6 por cento , e Ascaris sp, média de 0,10 ovo/L. A remoção de sulfetos propiciou a geração de efluente tratado sem odores desagradáveis. A diminuição da vazão aplicada e a elevação do TDH influenciaram positivamente no desempenho do sistema com relação às remoções dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Com base no presente estudo, ficou evidente o benefício da associação de wetlands construídas com fluxo vertical e horizontal no tratamento de efluente de tanque séptico. O capim Vetiver apresentou bom potencial de utilização em wetlands 8 construídas para tratamento de esgotos domésticos. O sistema experimental de tratamento apresentou flexibilidade operacional, mantendo bom desempenho inclusive nos períodos de sobrecarga. A qualidade do efluente tratado final obtido no presente estudo atende às exigências de lançamento e aos padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos dágua e em sistemas públicos de esgotamento sanitário definidos na legislação ambiental federal e do Estado de São Paulo. A tecnologia de wetlands construídas híbridas associada ao tratamento de efluentes de tanque séptico apresentou bom potencial para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos, inclusive em regiões com pouca disponibilidade de área livre. / The demographic concentration and collective systems of sanitation inside the urban perimeter of most Brazilian municipalities, hampers the feasibility of providing sewage treatment services to domestic dwellings and housing isolated nuclei located in peri-urban and rural areas, intensifying the damage caused by pollution of human origin to the environment and to the preservation of public health. For help in solving this problem, the present study had the purpose to evaluate a hybrid constructed wetland full-scale, composed of a unit with continuous vertical subsurface flow followed by a continuous horizontal subsurface flow unit, grown with Vetiver grass, for the treatment of effluent from septic tank. This experimental search setting a low-cost and simplified solution for decentralized treatment of household sewage. The experimental sewage treatment station, integral and one of the products of the Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, was built on the Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã of USP, in São Paulo. The raw sewage was coming from the residential condominium of the USP and the central restaurant of the University City. The average and maximum flows of raw sewage, respectively, of 640L.d-1 and 1600L.d-1, have been applied to the septic tank input to 5,000L and drained by gravity from the edge of the hybrid constructed wetland with TDH total of 2.8d and 1.1d, respectively, under application of the average and maximum flow rates. Monitoring the experiment in the field, including the early period, lasted 6 months. They were evaluated the physico-chemical and microbiological parameters of raw sewage and effluent from septic tank and the chambers of hybrid constructed wetland during 97 consecutive days. The results indicated that both the young seedlings as the adults of Vetiver grass have adapted well to environmental conditions. The average removal efficiencies in the final treated effluent as to carbonaceous organic matter were 96 per cent for BOD5,20 and 90 per cent for COD, 40 per cent for Ntotal, 23 per cent for N-ammoniacal, 60 per cent for P-total, 52 per cent for P-PO4, 74 per cent for SST, 96 per cent for SSV, 75 per cent for settleable solids, 44 per cent for SDV, 88 per cent for total sulfide, and 97 per cent for oils and greases totals, ranging from 73 per cent to 100 per cent . About 80 per cent of the organic fraction of nitrogen matter present in the raw sewage has been removed. The thermotolerants coliforms removal was, in average, of 2 and 3 log units, and Escherichia Coli, average of 1 and 3 log units, respectively, under application of the maximum and average flow rates, Giardia sp, average of 99.995 per cent , Cryptosporidium sp, average of 98.7 per cent , Enterovirus, average of 99.6 per cent , and Ascaris sp, average of 0.10 eggs/L. Removal of sulfides allowed the generation of treated effluent without unpleasant odors. The decrease in flow rate applied and the elevation of TDH influenced positively on system performance with respect to removals of chemical-physical and microbiological parameters. Based on this study, it became apparent the association benefit constructed wetlands with vertical and horizontal flow in the treatment of wastewater of septic tank. The Vetiver grass has good potential for use in constructed wetlands for wastewater treatment. The experimental system of treatment presented operational flexibility while maintaining good performance even in periods of overload. The quality of the final treated effluent obtained in this study 10 meets the requirements and emission standards of liquid effluents in water bodies and in public sanitation systems defined in federal environmental legislation and the State of São Paulo in Brazil. Hybrid constructed wetlands technology associated with the septic tank effluent treatment showed good potential for decentralized domestic wastewater treatment, including in regions with low availability of free area.

A concentração demográfica e de sistemas coletivos de esgotamento sanitário dentro do perímetro urbano da maioria dos municípios brasileiros, dificulta a viabilização do fornecimento de serviços de tratamento de esgotos domésticos à habitações e núcleos habitacionais isolados situados em áreas periurbanas e rurais, intensificando os danos provocados pela poluição de origem antrópica ao meio ambiente e à preservação da saúde pública. Para contribuir no equacionamento deste problema, o presente estudo teve por finalidade avaliar uma wetland construída híbrida em escala real, composta por uma unidade com fluxo contínuo subsuperficial vertical seguida por uma unidade de fluxo contínuo subsuperficial horizontal, cultivadas com capim Vetiver, para o tratamento de efluente proveniente de tanque séptico. A presente configuração experimental busca uma solução de baixo custo e simplificada para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos. A estação experimental de tratamento de esgotos, parte integrante e um dos produtos da Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, foi construída no Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã da USP, em São Paulo. O esgoto bruto foi proveniente do Conjunto Residencial da USP e do restaurante central da Cidade Universitária. As vazões média e máxima de esgoto bruto, respectivamente, de 640L.d-1 e 1600L.d-1, foram aplicadas à entrada do TS de 5.000L e deste escoaram por gravidade à entrada da wetland construída híbrida, com TDH total de 2,8d e 1,1d, respectivamente, sob aplicação das vazões média e máxima de projeto. O monitoramento do experimento em campo, incluindo o período inicial de partida, durou 6 meses consecutivos. Foram avaliados os parâmetros físico-químicos e microbiológicos do esgoto bruto e do efluente do tanque séptico e das câmaras da wetland construída híbrida durante 97 dias consecutivos. Os resultados indicaram que tanto as mudas jovens quanto as adultas de capim Vetiver adaptaram-se bem às condições ambientais. As eficiências médias de remoção no efluente tratado final quanto à matéria orgânica carbonácea foram de 96 por cento para DBO5,20 e 90 por cento para DQO, 40 por cento para N-total, 23 por cento para N-amoniacal total, 60 por cento para P-total, 52 por cento para P-PO4, 74 por cento para SST, 96 por cento para SSV, 75 por cento para sólidos sedimentáveis, 44 por cento para SDV, 88 por cento para sulfeto total, e 97 por cento para óleos e graxas totais, variando entre 73 por cento a 100 por cento . Cerca de 80 por cento da fração orgânica da matéria nitrogenada presente no esgoto bruto foi removida. A remoção de coliformes termotolerantes foi, em média, de 2 e 3 unidades log, e de Escherichia Coli, média de 1 e 3 unidades log, respectivamente, sob aplicação das vazões máxima e média, Giardia sp, média de 99,995 por cento , Cryptosporidium sp, média de 98,7 por cento , Enterovírus, média de 99,6 por cento , e Ascaris sp, média de 0,10 ovo/L. A remoção de sulfetos propiciou a geração de efluente tratado sem odores desagradáveis. A diminuição da vazão aplicada e a elevação do TDH influenciaram positivamente no desempenho do sistema com relação às remoções dos parâmetros físico-químicos e microbiológicos. Com base no presente estudo, ficou evidente o benefício da associação de wetlands construídas com fluxo vertical e horizontal no tratamento de efluente de tanque séptico. O capim Vetiver apresentou bom potencial de utilização em wetlands 8 construídas para tratamento de esgotos domésticos. O sistema experimental de tratamento apresentou flexibilidade operacional, mantendo bom desempenho inclusive nos períodos de sobrecarga. A qualidade do efluente tratado final obtido no presente estudo atende às exigências de lançamento e aos padrões de emissão de efluentes líquidos em corpos dágua e em sistemas públicos de esgotamento sanitário definidos na legislação ambiental federal e do Estado de São Paulo. A tecnologia de wetlands construídas híbridas associada ao tratamento de efluentes de tanque séptico apresentou bom potencial para o tratamento descentralizado de esgotos domésticos, inclusive em regiões com pouca disponibilidade de área livre. / The demographic concentration and collective systems of sanitation inside the urban perimeter of most Brazilian municipalities, hampers the feasibility of providing sewage treatment services to domestic dwellings and housing isolated nuclei located in peri-urban and rural areas, intensifying the damage caused by pollution of human origin to the environment and to the preservation of public health. For help in solving this problem, the present study had the purpose to evaluate a hybrid constructed wetland full-scale, composed of a unit with continuous vertical subsurface flow followed by a continuous horizontal subsurface flow unit, grown with Vetiver grass, for the treatment of effluent from septic tank. This experimental search setting a low-cost and simplified solution for decentralized treatment of household sewage. The experimental sewage treatment station, integral and one of the products of the Rede Nacional de Tratamento de Esgotos Descentralizados RENTED, was built on the Centro Tecnológico de Hidráulica CTH / Escola Politécnica EPUSP, campus Butantã of USP, in São Paulo. The raw sewage was coming from the residential condominium of the USP and the central restaurant of the University City. The average and maximum flows of raw sewage, respectively, of 640L.d-1 and 1600L.d-1, have been applied to the septic tank input to 5,000L and drained by gravity from the edge of the hybrid constructed wetland with TDH total of 2.8d and 1.1d, respectively, under application of the average and maximum flow rates. Monitoring the experiment in the field, including the early period, lasted 6 months. They were evaluated the physico-chemical and microbiological parameters of raw sewage and effluent from septic tank and the chambers of hybrid constructed wetland during 97 consecutive days. The results indicated that both the young seedlings as the adults of Vetiver grass have adapted well to environmental conditions. The average removal efficiencies in the final treated effluent as to carbonaceous organic matter were 96 per cent for BOD5,20 and 90 per cent for COD, 40 per cent for Ntotal, 23 per cent for N-ammoniacal, 60 per cent for P-total, 52 per cent for P-PO4, 74 per cent for SST, 96 per cent for SSV, 75 per cent for settleable solids, 44 per cent for SDV, 88 per cent for total sulfide, and 97 per cent for oils and greases totals, ranging from 73 per cent to 100 per cent . About 80 per cent of the organic fraction of nitrogen matter present in the raw sewage has been removed. The thermotolerants coliforms removal was, in average, of 2 and 3 log units, and Escherichia Coli, average of 1 and 3 log units, respectively, under application of the maximum and average flow rates, Giardia sp, average of 99.995 per cent , Cryptosporidium sp, average of 98.7 per cent , Enterovirus, average of 99.6 per cent , and Ascaris sp, average of 0.10 eggs/L. Removal of sulfides allowed the generation of treated effluent without unpleasant odors. The decrease in flow rate applied and the elevation of TDH influenced positively on system performance with respect to removals of chemical-physical and microbiological parameters. Based on this study, it became apparent the association benefit constructed wetlands with vertical and horizontal flow in the treatment of wastewater of septic tank. The Vetiver grass has good potential for use in constructed wetlands for wastewater treatment. The experimental system of treatment presented operational flexibility while maintaining good performance even in periods of overload. The quality of the final treated effluent obtained in this study 10 meets the requirements and emission standards of liquid effluents in water bodies and in public sanitation systems defined in federal environmental legislation and the State of São Paulo in Brazil. Hybrid constructed wetlands technology associated with the septic tank effluent treatment showed good potential for decentralized domestic wastewater treatment, including in regions with low availability of free area.

Vetiver grass or Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty (1960) is a sterile grass which can regenerate vegetatively from clumps of the rootstock. This, as well as its vigorous and deep root system and flood tolerance makes it an ideal candidate for the use in soil remediation and erosion control. In South Africa, Hydromulch (Pty) Ltd. is part of the landscape, soil reclamation and erosion control industry. The company uses vetiver grass on a wide scale and has accumulated a collection of isolates to serve as possible germ lines for industrial use. Due to the different approaches in environmental management as well as environmental factors, a variety of ecotypes form during the planting and acclimatisation of this genus. Chrysopogon nigritanus (Benth.) Veldkamp (1999), which is a native species to Africa, is closely related to C. zizanioides and differs only slightly from C. zizanioides on a morphological level. The major difference between the two species is that C. nigritanus is able to seed freely and thus the use of this species should be avoided. The need arose to screen other non-fertile plants to uncover additional genotypic variety to enable diversification of vetiver plantings. The aim of this study was to characterise the genotype of 19 isolates of vetiver obtained from Hydromulch (Pty) Ltd. via sequencing analyses of three DNA fragments, ITS, ndhF and rbcL. In addition, the radial root anatomy was also investigated and compared with the genetic analyses. According to the results generated during this study, very little or no genotypical differences exist amongst the different isolates available from the Hydromulch (Pty) Ltd. plant collection. Only in the case of the ITS inference were differences observed between three of the studied isolates. There was no significant difference between the different isolates based on the root anatomy, with the exception of two of the studied isolates which formed starch granules. / MSc (Botany), North-West University, Potchefstroom Campus, 2014

Vetiver grass or Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty (1960) is a sterile grass which can regenerate vegetatively from clumps of the rootstock. This, as well as its vigorous and deep root system and flood tolerance makes it an ideal candidate for the use in soil remediation and erosion control. In South Africa, Hydromulch (Pty) Ltd. is part of the landscape, soil reclamation and erosion control industry. The company uses vetiver grass on a wide scale and has accumulated a collection of isolates to serve as possible germ lines for industrial use. Due to the different approaches in environmental management as well as environmental factors, a variety of ecotypes form during the planting and acclimatisation of this genus. Chrysopogon nigritanus (Benth.) Veldkamp (1999), which is a native species to Africa, is closely related to C. zizanioides and differs only slightly from C. zizanioides on a morphological level. The major difference between the two species is that C. nigritanus is able to seed freely and thus the use of this species should be avoided. The need arose to screen other non-fertile plants to uncover additional genotypic variety to enable diversification of vetiver plantings. The aim of this study was to characterise the genotype of 19 isolates of vetiver obtained from Hydromulch (Pty) Ltd. via sequencing analyses of three DNA fragments, ITS, ndhF and rbcL. In addition, the radial root anatomy was also investigated and compared with the genetic analyses. According to the results generated during this study, very little or no genotypical differences exist amongst the different isolates available from the Hydromulch (Pty) Ltd. plant collection. Only in the case of the ITS inference were differences observed between three of the studied isolates. There was no significant difference between the different isolates based on the root anatomy, with the exception of two of the studied isolates which formed starch granules. / MSc (Botany), North-West University, Potchefstroom Campus, 2014

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-08-26T18:27:33Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tratamento dos resíduos de fossas e tanques sépticos em um sistema de alagado construído.pdf: 3758497 bytes, checksum: 51e75f00b9f942fa3c8bcb520f75bbea (MD5) / Made available in DSpace on 2014-08-26T18:27:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Tratamento dos resíduos de fossas e tanques sépticos em um sistema de alagado construído.pdf: 3758497 bytes, checksum: 51e75f00b9f942fa3c8bcb520f75bbea (MD5) Previous issue date: 2014-03-31 / Due to the lack of public sewer service in the country, Individual and Household Sewage Disposal Treatment Systems (SITDE) are still widely used in Brazil. The SITDE require cleaning maintenance and at the time of execution of this cleaning occurs the generation of the called Pit and Septic Tanks Waste (RFTS). This material has high load of pollutants and presence of pathogenic organisms and must be properly designed to ensure the quality of the environment and safeguard public health. In this context, low cost and potential for deployment in small settlements technologies emerge as an alternative of treatment. This study aimed to evaluate the efficiency of the Constructed Wetlands System (SAC) with the Vetiver plant species (Chrysopogon zizanioides) in the treatment of the liquid fraction of the RFTS. An experimental system was built with the deployment of two identical tanks. One tank received the vegetation and the other operated as a control treatment. The tanks were filled with a substrate consisting of gravel # 0, gravel # 1 and medium sand. The constructed wetland system (SAC) acted under a descending vertical subsurface flow and RFTS was applied on the system under batch, remaining in the tanks for a period of six (6) days. The RFTS influent to the treatment system was characterized according to the parameters of pH, total oil and grease, ammonia nitrogen, settleable solids, total coliforms, Escherichia coli, surface, solid fixed solids, volatile solids, Biochemical Oxygen Demand (BOD) and total phosphorus. The RFTS treated by SAC was analyzed according to the same parameters and the results were compared with the stipulations for disposition in water bodies of class 2, according to Resolution 430/2011 of Conama and Goiás State Decree 1.745/1979. The attributes removal efficiency was calculated considering the phenomenon of evapotranspiration, which showed an average rate of 38.11% in the SAC. The tributary RFTS system showed a great variability in the concentrations of the attributes. The results were subjected to F test (5% probability). Statistically, the only differed treatments between the tank vegetated and the tank control was removal of BOD which was more effective WS with the average removal of 86.80 %, while the tank control showed an average increase of 65.94 %. The average concentrations output WS met the requirements under federal and state law , except for E. coli showed an average outlet concentration can change the class of the receptor. Statistically, the treatments (vegetated tank and control tank) differed only for the BOD removal, which was more effective for the SAC, with the average removal of 86.80%, while the tank control showed an average increase of 65.94%. The average concentrations of SAC output attended the provided by the federal and state laws or release in Class 2 water. / Devido à carência do serviço público de esgotamento sanitário no país, os Sistemas Individuais de Tratamento e Disposição de Esgoto Doméstico (SITDE) ainda são muito utilizados. Os SITDE necessitam de manutenção com realização de limpeza e, no momento da execução desta limpeza ocorre a geração do chamado Resíduo de Fossas e Tanques Sépticos (RFTS). Este material possui elevada carga de poluentes e presença de organismos patogênicos devendo ser destinado corretamente de forma a garantir a qualidade do meio ambiente e preservar a saúde pública. Neste contexto, tecnologias de baixo custo e com potencial para implantação em pequenos núcleos populacionais surgem como uma alternativa de tratamento. Este trabalho objetivou avaliar a eficiência do Sistema de Alagado Construído (SAC) com a espécie vegetal capim Vetiver (Chrysopogon zizanioides) no tratamento da fração líquida dos RFTS. Foi construído um sistema experimental com a implantação de dois tanques idênticos. Um tanque recebeu a vegetação e o outro operou como controle (testemunha). Os tanques foram preenchidos com substrato formado por brita #0, brita #1 e areia média. O sistema de alagado construído (SAC) atuou em regime de fluxo vertical subsuperficial descendente e o RFTS foi aplicado no sistema em regime de batelada permanecendo nos tanques por um período de 6 (seis) dias. O RFTS afluente ao sistema de tratamento foi caracterizado segundo os parâmetros pH, óleos e graxas totais, nitrogênio amoniacal, sólidos sedimentáveis, coliformes totais, Escherichia coli, sólidos totais, sólidos fixos, sólidos voláteis, Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) e fósforo total. O RFTS tratado pelo SAC foi analisado conforme os mesmos parâmetros e os resultados foram comparados com o estipulado para a disposição em corpos hídricos de classe 2, conforme a Resolução 430/2011 do Conama e o Decreto estadual 1.745/1979, do Estado de Goiás. A eficiência na remoção dos atributos foi calculada considerando o fenômeno da evapotranspiração, que apresentou taxa média de 38,11% no SAC. O RFTS afluente ao sistema experimental apresentou grande variabilidade nas concentrações dos atributos. Os resultados foram submetidos ao teste F (5% de probabilidade). Estatisticamente os tratamentos (tanque vegetado e tanque controle) diferiram apenas para a remoção da DBO onde o SAC foi mais eficaz com a remoção média de 86,80%, enquanto o tanque controle apresentou incremento médio de 65,94%. As concentrações médias de saída do SAC atenderam ao disposto pelas legislações federal e estadual para lançamento em corpos hídricos de classe 2.

Allelopathy is a biochemical interaction mechanism among plants that is considered a form of defensive chemical plant adaptation. Produced by a plant, biomolecules are released, on this phenomenon, into the environment and they influence the growth and development of the neighboring plants. The seed germination and early development of seedlings are used to evaluate the allelopathic effect and is often used plant extracts or isolated allelochemicals. The test plants are Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty and Paspalum millegrana Schrad species, aromatic medicinal plants of the Poaceae family. They were introduced on San Francisco waterfront aimed at increasing soil cohesion and stabilization of the slope, however it was possible to realize few species develop in the stretch where vetiver was introduced, signaling possible allelopathic effects. The study also was done with the native plant paspalum, because vetiver is an exotic plant. The objective of this study was to evaluate the allelopathic effect of Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty and Paspalum millegrana Schrad species in Lactuca sativa L. seed-tests. Aqueous extracts were prepared of two techniques (maceration and infusion), from the aerial part and the root in three concentrations, 1%, 3% and 5%, for both species, totaling 25 treatments. The physical and chemical parameters of the extracts by pH, electrical conductivity (EC), total soluble sugars (TS) and chromatographic profiles were analyzed. Germination tests were carried out in quadruplicate with 50 seeds to with gearbox, in according to RAS recommendations. For each treatment, it was calculated the germination percentage (% G), the germination speed index (GSI), the percentage of the first germination count (PCG%), the mean germination time (MGT), and the length of the aerial part (CPA), roots (CR) and the embryonic axis (EEC) lettuce seedlings. We used the Scott-Knott mean test at 5% probability and the design was completely randomized. The pH, EC and AST parameters in extracts showed normal. It could be observed with the chromatographic profiles, the existence and variability in relation to the concentrations and types of flavonoids in treatments. There was a statistical difference among the means of the %PCG, %G, IVG and TMG. The lowest percentages of PCG were obtained with aqueous extracts of vetiver root in the three concentrations, for both techniques, and the aqueous extract of the root of paspalum 1% maceration. The lower %G and IVG was obtained with the aqueous extract of 1% vetiver root, followed by concentrations of 3 and 5% and the aqueous extract paspalum root of 1%, all by maceration. There was also a statistical difference among the average of the CPA, CR and CEE. The aqueous extracts of vetiver grass and paspalum grass revealed allelopathic potential showing different responses (inhibition or promotion). / A alelopatia é um mecanismo de interação bioquímica entre vegetais, considerada uma forma de adaptação química defensiva das plantas. Neste fenômeno, biomoléculas produzidas por uma planta são liberadas para o meio ambiente e influenciam no crescimento e desenvolvimento de plantas vizinhas. A germinação de sementes e o desenvolvimento inicial de plântulas são utilizados para avaliar o efeito alelopático, sendo frequentemente usados extratos vegetais ou aleloquímicos isolados. As plantas em estudo são da espécie Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty e Paspalum millegrana Schrad., plantas medicinais aromáticas da família Poaceae. Elas foram introduzidas na margem do rio São Francisco visando o aumento da coesão do solo e estabilização do talude, no entanto percebe-se que poucas espécies se desenvolvem no trecho onde o vetiver foi implantado, sinalizando possíveis efeitos alelopáticos. Também foi feito o estudo com a planta nativa paspalum, já que o vetiver é uma planta exótica. O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito alelopático das espécies Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty e Paspalum millegrana Schrad em sementes-testes de Lactuca sativa L. Foram preparados extratos aquosos por duas técnicas (maceração e infusão), a partir da parte aérea e da raiz em três concentrações, 1%, 3% e 5%, para as duas espécies, totalizando 25 tratamentos. Foram analisados os parâmetros físico-químicos dos extratos através do pH, condutividade elétrica (CE), açúcares solúveis totais (AST) e perfis cromatográficos. Os testes de germinação foram realizados em quadruplicata com 50 sementes para cada gerbox, seguindo as recomendações da RAS. Para cada tratamento, foi calculado o percentual de germinação (%G), o índice de velocidade de germinação (IVG), o percentual da primeira contagem de germinação (%PCG), o tempo médio de germinação (TMG), e o comprimento da parte aérea (CPA), das raízes (CR), e do eixo embrionário (CEE) das plântulas de alface. Foi utilizado o teste de médias Scott-knott a 5% de probabilidade e o delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado. Os parâmetros de pH, CE e AST nos extratos apresentaram dentro da normalidade. Foi possível perceber com os perfis cromatográficos, a existência e variabilidade em relação às concentrações e tipos de flavonoides nos tratamentos. Ocorreu uma diferença estatística entre as médias do %PCG, %G, IVG e TMG. Os menores percentuais da PCG foram obtidos com os extratos aquosos da raiz do vetiver nas três concentrações, para as duas técnicas, e com o extrato aquoso da raiz do paspalum a 1% por maceração. O menor %G e IVG foi obtido com o extrato aquoso da raiz do vetiver a 1%, seguido das concentrações de 3 e 5% e do extrato aquoso da raiz do paspalum a 1%, todos por maceração.Também ocorreu uma diferença estatística entre as médias do CPA, CR e CEE. Os extratos aquosos do capim-vetiver e do capim-paspalum evidenciaram potencialidades alelopáticas mostrando diferentes respostas (inibição ou promoção).

Soil salinization and sodification are amongst the main land degradation processes. This evergrowing issue reaches worldwide proportions and takes place mostly in arid and semiarid regions of the world, including the Brazilian northeast and the state of Sergipe. It is caused mostly by anthropic activities such as inadequately irrigated agriculture, soil preparation and indiscriminate use of chemical fertilizers, in combination with weather conditions and soil characteristics. These phenomena have led to the decrease in agricultural productivity, increased soil treatment coss and land abandonment. Solutions to this problem demand integrated approaches that combine knowledge in agricultural, environmental, social and economic sciences. The goal of this work is to investigate predisposing conditions and the presence of soil salinization processes, identifying its inception and manifestation elements on the land reform settlement project Jacaré-Curituba, as well as to test the development of the plant Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty in the settlement soil, analyzing salty soil´s potential for phytoremediation. The study was guided by theoretical frameworks that address the causes, consequences, control and mitigation options for the processes of soil salinization; field research for conduction of interviews; collection and analysis of different soils; and experiments with ten genotypes of the Chrysopogon zizanioides (L.) Robertyspecies in greenhouse soils with three different salinization levels. The study concludes by identifying, on the settlement project, the existence of salty soil due to pedoclimatic conditions and the adoption of agricultural techniques that foster the salinization process. On the greenhouse experiment there were significant differences of plant development when exposed to increased soil salinity and sodicity. The level of soil salts extraction was low, however, due to the salinity and sodicity tolerance showed by the plant, it was identified promising potential of vetiver for phytoremediation of saline soils by mechanisms related to improving the conditions of soil by growing roots and leaves. / A salinização e sodificação dos solos estão entre os principais processos de degradação da terra. O problema é crescente e tem extensão global, ocorrendo majoritariamente em regiões áridas e semiáridas do mundo, inclusive no Nordeste brasileiro e no estado de Sergipe. São causados em grande parte por atividades antrópicas, a exemplo da agricultura praticada com técnicas inadequadas de irrigação, de preparo de solo e de aplicação indiscriminada de adubos químicos, aliadas a condições predisponentes do clima e das características do solo. Têm causado perda de produtividade agrícola, custos elevados de tratamento e abandono da terra. A solução do problema exige abordagens integradas que envolvem conhecimentos das ciências agronômicas, ambientais, sociais e econômicas. O objetivo deste trabalho é levantar as condições predisponentes e a existência do processo de salinização de solo, identificando sua concepção e forma de ocorrência no assentamento de reforma agrária Jacaré-Curituba e testar, em casa de vegetação, o desenvolvimento da planta Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty, em solos provenientes deste assentamento, que apresentam, em condição de campo, níveis diferentes de salinidade advindas das atividades agrícolas, avaliando seu potencial de fitorremediação de solos salinizados. O estudo foi pautado em referenciais teóricos que abordam as causas, consequências, formas de controle e remediação dos processos de salinização dos solos; em pesquisa de campo com realização de entrevistas; coleta e análise de solos; e experimentos com dez acessos da espécie Chrysopogon zizanioides (L.) Roberty em solo com três níveis diferentes de salinização, em casa de vegetação. Identificou-se no assentamento Jacaré-Curituba, a existência de processo de salinização do solo devido a uma associação de condições naturais predisponentes e adoção de práticas agrícolas contribuintes. No experimento em casa de vegetação, o desenvolvimento do vetiver foi afetado negativamente quando exposto a um aumento da salinidade e sodicidade do solo. O nível de extração de sais do solo foi baixo, no entanto, devido à tolerância à salinidade e sodicidade apresentada pela planta, foi identificado potencial promissor do vetiver para fitorremediação de solos salinizados através de outros mecanismos relacionados à melhoria das condições de solo ocasionada pela presença das folhas e principalmente das raízes.

Depuis plusieurs siècles les racines de vétiver sont utilisées en Inde du sud afin de prévenir l'érosion du sol. Par la suite, la production de l’huile essentielle des racines de vétiver a permis d’alimenter l’industrie de la parfumerie. De nos jours, cette matière première sert principalement à la confection de parfums masculins, où elle apporte des notes boisées, terreuses, de pamplemousse et de rose. En dépit de son utilisation abondante, la nature des molécules responsables de son odeur est encore un sujet de controverses. Dans un premier temps, l’étude des constituants volatils a été entreprise, et certaines incohérences de la littérature ont été mises en évidence. Par la suite, l'analyse par GC × GC d'huiles de vétiver d'origines différentes a permis de mieux comprendre la variabilité de cette matière première. Elle a également facilité l’identification de substances odorantes d'impact, réalisée par GC-O sur l’huile essentielle et l’acétate de vétiveryle. La synthèse de plusieurs dérivés zizaane a également été développée pour confirmer certains des résultats de la caractérisation des odorants. Nous avons également développé une nouvelle procédure pour la synthèse à grande échelle de dérivés nor-zizaane à puissante odeur de vétiver. Lors de cette étude, nous avons développé une nouvelle réaction de décarbonylation utilisant le peroxyde d'hydrogène en milieu alcalin. Cette réaction a pu être appliquée sur différents aldéhydes aliphatiques, les meilleurs résultats étant obtenus avec des substrats α-disubstitués. Une bonne sélectivité a également pu être observée sur les aldehydes linéaires, qui conduisent généralement à l’acide dans de telles conditions. / Vetiver have been used from centuries in South India to prevent soil erosion and later on, the essential oil produced by distillation of this raw material has begun to been largely employed in perfume composition. This essential oil is now abundantly used in the confection of men perfumes for its pleasant fragrance of wood, earth, grapefruit and rose. However, paradoxically, the nature of its impact odorants still remains controversial. At first, we have realized the review of the volatile constituents identified in this material, and some discrepancies of the literature have been highlighted. Then, the analysis by GC × GC of vetiver oils from different origins has permitted to better understand the composition of these materials. Subsequently, the characterization of the impact odorants of Haitian vetiver essential oil and vetiveryl acetate has been performed by GC-O. To confirm some of the results of this investigation, several zizaane derivatives have been synthesized, and in the course of this study, we developed a new reaction of decarbonylation of aliphatic aldehydes using alkaline hydrogen peroxide. A new procedure for the large scale preparation of highly potent nor-zizaane odorants could then be developed. Moreover, when exploring the scope and limitations of this reaction, it appeared to be applicable on various aliphatic aldehydes. The best results were obtained with α-disubstituted substrates, and a surprisingly good selectivity of this reaction was noticed on linear aldehydes.

L'influence du vétiver sur le devenir des polluants métalliques (Cu et Cd) et organique (insecticide : endosulfan) dans le système sol-eau-vétiver a été étudiée dans deux sols représentatifs du Burkina Faso, un sol vertique et un sol ferrugineux. Des études d'adsorption en batch, des essais en vase de végétation en conditions contrôlées et en lysimètres en conditions naturelles ont été réalisées. Les sols plantés au vétiver montrent des coefficients d'adsorption (Kf) de l'endosulfan significativement plus élevés comparés à ceux des sols non plantés. En vases de végétation, le temps de demi-vie estimé de l'endosulfan dans les sols plantés est 1,1 fois moins important comparé aux sols non plantés, en relation avec l'augmentation significative de la microflore dégradant l'endosulfan en présence du vétiver. Par ailleurs, les teneurs en Cu et Cd dans le vétiver sont significativement plus élevées pour le sol ferrugineux que pour le sol vertique 6 mois après traitement. Le coefficient d'absorption biologique (CAB) de Cu et Cd et leurs facteurs de bioconcentration (FBC) et de translocation (FT) supérieurs à 1 dans le vétiver démontrent son efficacité à absorber et à accumuler Cu et Cd. En conditions extérieures, 6 mois après le traitement, les quantités lessivées de Cu sont très faibles pour l'ensemble des colonnes. Pour les sols plantés au vétiver, les quantités lessivées d'endosulfan et de Cd sont plus de deux fois inférieures à celles des sols non plantés, en relation avec leur adsorption plus élevée et la dégradation favorisée de l'endosulfan dans les sols plantés. / The influence of vetiver on the fate of two heavy metals (Cu and Cd) and an insecticide (endosulfan) in the soil-water-vetiver system was studied in two representative soils of Burkina Faso, a vertisol and a lixisol. Batch adsorption coefficient measurements, pot and leaching experiments, under phytotronic and outdoor conditions, respectively, were conducted. For both soils, adsorption coefficient values (Kf) of endosulfan, Cu and Cd were higher on planted soils than on unplanted soils. In the pot experiments, the estimated endosulfan half-life (DT50) in planted soils was 1.1-fold lower compared to unplanted soils, in accordance with the significant increase of the microflora degrading endosulfan in planted soils. Moreover, the Cu and Cd contents in vetiver grass were significantly higher for the lixisol than for the vertisol. The biological absorption coefficient (BAC), the bioconcentration and translocation factors (BCF and TF, respectively) of Cu and Cd were greater than 1 in vetiver, that showed the efficiency of vetiver to absorb and accumulate Cu and Cd. In outdoor conditions, 6 months after treatment, the leached Cu amounts were very low for all columns. In the presence of vetiver, the Cd and endosulfan leached amounts were more than 2-fold lower than those of unplanted soils, related to their higher adsorption and the faster degradation of endosulfan in planted soils.