Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-18T21:04:45Z No. of bitstreams: 1 Jonas F Recalcatti 2016.pdf: 1372488 bytes, checksum: dc974cf30808e2ac26e1121f83b9cf4a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T21:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jonas F Recalcatti 2016.pdf: 1372488 bytes, checksum: dc974cf30808e2ac26e1121f83b9cf4a (MD5) Previous issue date: 2016-09-08 / The necessity of alternative energy sources is an example of action that may contribute to diminish environment related issues. Thus, biofuels rise as an option that fit to sustainable development, because they are produced from renewable sources of energy in order to reduce harmful gas emissions to the environment. Studies approach the potential of micro-algae to produce biodiesel, a biofuel obtained from the oil of oilseeds and micro-algae. The micro-algae consist of a variety of autotrophic, prokaryotic or eukaryotic organisms. Their simple structure allows them to easily convert solar energy into chemical energy. The products of this conversion are been used to obtain biomass from micro-algae and, consequently, products of commercial applications. Some micro-algae contain high levels of lipid, showing the potential of these microorganisms to produce biofuels. In this way, the objective of this paper was to study the micro-algae Chlamydomonas reinhardtii cultivation, growing with and without nitrogen, for the extraction and quantification of oil from this biomass in different temperatures and the analysis of the composition of the fatty acids produced. From the results obtained with the extraction, it has been seen that the deletion of nitrogen influence lipids productivity, rising the levels of the lipids on the micro-algae biomass when compared to lipids levels of the biomass cultivated with nitrogen, showing better outcomes when extracted at the temperature of 45º C (7% with nitrogen and 11% without nitrogen), independently of cultivation conditions. The deletion of nitrogen on the cultivation does not interfere significantly with the composition of the fatty acids in the oil of the biomass from the micro-algae. What predominates in its composition are saturated fatty acids (C 16:0) and mono-unsaturated (C 14:1, C 16:1 and C 20:1), propitious to biodiesel production. The results obtained show that the biomass Chlamydomonas reinhardtii micro-algae has the potential to produce biodiesel, when cultivated on the conditions tested on this paper. / A necessidade de fontes alternativas de energia são exemplos de ações que podem contribuir para amenizar os problemas relacionados ao meio ambiente. Assim, os biocombustíveis surgem como uma opção que se ajusta ao desenvolvimento sustentável, pois estes são produzidos a partir de fontes de energia renováveis de forma a diminuir a emissão de gases nocivos ao ambiente. Estudos abordam as potencialidades de microalgas para a produção de biodiesel, um biocombustível obtido a partir do óleo de diversas oleaginosas e microalgas. As microalgas consistem em uma variedade de organismos autotróficos, procarióticos ou eucarióticos, a estrutura simples das microalgas permite que elas convertam facilmente a energia solar em energia química. Desta forma, o trabalho teve como objetivo estudar o cultivo da microalga Chlamydomonas reinhardtii, em meios de cultivo com e sem nitrogênio, para extração e quantificação do óleo desta biomassa em diferentes temperaturas e análise da composição dos ácidos graxos produzidos. A microalga Chlamydomonas reinhardtii foi cultivada em meio com e sem nitrogênio. Após a recuperação da biomassa, esta foi analisada quanto à matéria orgânica e inorgânica, teor de clorofila a e b e por fim, foi obtido e quantificado o teor lipídico presente na biomassa, analisando-se o perfil de ácidos graxos presentes por cromatografia gasosa. A partir dos resultados obtidos com a extração, observou-se que, a supressão de nitrogênio influencia na produtividade de lipídeos, aumentando os teores destes na biomassa da microalga, quando comparado ao teor lipídico da biomassa cultivada com nitrogênio, apresentando maiores rendimentos quando extraído na temperatura de 45º C (7% CN e 11% SN), independente da condição de cultivo. A supressão de nitrogênio no meio de cultivo não interfere significativamente na composição dos ácidos graxos no óleo da biomassa algácea, predominando em sua composição ácidos graxos saturados (C 16:0) e mono-insaturados (C 14:1, C 16:1 e C 20:1), propícios para a produção de biodiesel. Os resultados obtidos demonstram que a biomassa microalga Chlamydomonas reinhardtii apresenta potencial para produção de biodiesel, quando cultivada nas condições testadas neste estudo.

Esta pesquisa propôs o desenvolvimento de um sistema de biofiltros submersos, modificados com base na configuração de filtros de pedra, visando o pós-tratamento do efluente de lagoas de estabilização, inicialmente para a remoção de algas. A modificação consiste na variação das alturas da camada filtrante e na colocação de tampa na superfície do BS, evitando o acesso da luz. O esgoto tratado captado na lagoa de maturação foi feito em duas profundidades – a 60 cm de profundidade da superfície da lagoa (denominada zona superficial) e a 180 cm de profundidade da superfície da lagoa (denominada zona intermediárias). O experimento foi composto por 8 BS sendo 4 BS alimentados pelo esgoto captado na zona superficial (60 cm) e outros 4 BS alimentados pela esgoto captado na zona intermediária (180 cm). Foi utilizado, como recheio dos biofiltros submersos, pedra brita nº 3, nas seguintes alturas de camada filtrante: 50 cm, 100 cm, 150 cm e 200 cm, tendo por objetivo avaliar a influência deste fator sobre a eficiência de remoção de algas mediante análise de Clorofila a, e outras 16 variáveis de qualidade associadas neste estudo. Concluiu-se que a extração a partir da zona superficial da lagoa de maturação, e uma profundidade de leito entre 150 cm e 200 cm, foram os parâmetros operacionais que levaram a um melhor desempenho global dos biofiltros submersos modificados, e mais especificamente quanto às seguintes variáveis: Clorofila a, DQO (Demanda Química de Oxigênio), DBO (Demanda Bioquímica de Oxigênio) e sólidos totais. / This research proposed the development of a submerged bio filters system, modified based in rock filters configuration, aiming the post treatment of the effluent of stabilization lagoons, for algae removal first. The modification consists invariance of the heights of the filter layer and the cover placed on the surface of the BS, preventing access of light. The treated sewage captured in the maturation lagoon was made at two depths – at 60cm depth of the lagoon surface (called superficial zone) and at 180cm depth of the lagoon surface (called intermediary zone). The experiment consisted of 8 BS, with 4 BS being fed by sewage captured in the superficial zone (60 cm) and other 4 BS fed by sewage captured in the intermediary zone (180 cm). It was used, as a stuff of submerged biofilters, rock number three, at the following heights of filtering layers: 50 cm, 100 cm, 150 cm e 200 cm, aiming to evaluate the influence of this factor over algae removal efficiency towards chlorophyll a, and other 16 quality variables associated in this study. It was concluded that the collecting from superficial zone of the maturation lagoon, and a layer depth between 150 cm e 200 cm, were the operational parameters that lead to a better overall performance of modified submerged biofilters, and more particularly to the following variables: Chlorophyll a, COD (Chemical Oxygen Demand), BOD (Biochemical Oxygen Demand) and total solids.

Nessa pesquisa são relatados os resultados da determinação das concentrações de microcistina e de biomassa algal após as várias etapas de tratamento de amostras de água coletadas junto ao reservatório de Barra Bonita-SP visando obtenção de água potável. O tratamento foi realizado em escala de laboratório com e sem aplicação de carvão ativado em pó (CAP) e as etapas foram: coagulação com aplicação de cloreto férrico, sedimentação, filtração em papel de filtro. Foi possível observar que a pré-clarificação desse tipo de água por coagulação seguida de sedimentação requereu dosagens relativamente elevadas de cloreto férrico (80 mg/L), tendo sido verificada eficiência muito baixa de remoção de microcistina nas etapas de tratamento por sedimentação seguida de filtração, quando não foi aplicado CAP. Apenas com a aplicação de CAP a microcistina foi reduzida à níveis que atendessem os padrões de potabilidade previstos na Portaria 518/04 (concentração menor que 1 &#956g/L). A determinação de microcistina pelo método que utiliza Imunoadsorventes Ligados à Enzima (ELISA) mostrou-se uma ferramenta útil e confiável para detectar e quantificar essa toxina, embora ainda apresente custo relativamente elevado. / This report presents the results of the quantification of microcystins and algae biomass concentrations after treatment of water samples taken from the Barra Bonita reservoir, for production of potable water. Bench-scale tests were carried out with and without powdered activated carbon (PAC) and the treatment processes used were: coagulation with ferric chloride (FeCl3), sedimentation and filtration with paper filter. It was determined that pre-clarification followed by sedimentation required substantial dosages of ferric chloride (80 mg/L). The removal of microcystins using sedimentation followed by filtration was ineffective without PAC. The use of PAC is required to produce water that meets current potability standards for microcystins removal as specified in Decree 518/04 (concentration less than 1 &#956g/L). Analysis of microcystins using the Enzime-Linked Immunosorbent Assay Method (ELISA) has proven to be an effective and reliable procedure to detect and quantify this toxin, although relatively expensive.

Com o aumento de atividades humanas nocivas ao meio ambiente e principalmente ao meio aquático, torna-se importante a elucidação dos mecanismos de defesa que envolvem os organismos expostos. As algas têm particular importância por serem a base da cadeia alimentar do ecossistema marinho. Ao acumular as substâncias tóxicas presentes no ambiente e servirem de alimento para outras espécies, elas podem provocar biomagnificação do agente tóxico ao longo da cadeia. A escolha da microalga Lingulodinium polyedrum deve-se à sua ampla distribuição em âmbito nacional e mundial e por ser um organismo modelo para estudos de toxicologia envolvendo metais. Este trabalho tem como objetivos padronizar as condições do meio de cultivo de forma a proporcionar o crescimento ideal da espécie, traçar a curva de crescimento e monitorar os aspectos biológicos que sofrem alterações frente a metais, tais como: taxa fotossintética, atividade da enzima antioxidante superóxido dismutase, balanço entre glutationa reduzida e oxidada, bioacumulação intracelular dos metais a que foram expostas e identificação de substâncias quelantes sintetizadas pelas algas, conhecidas como fitoquelatinas. Para alcançar estes objetivos foram utilizadas técnicas analíticas tais como espectrofotometria, espectrometria de massas e espectrometria de emissão atômica com plasma acoplado indutivamente. Dentre os resultados obtidos estão diminuição da quantidade de glutationa reduzida e oxidada quando algas são expostas a metais, diminuição da quantidade de cádmio presente no meio, aumento da atividade de superóxido dismutase e síntese de fitoquelatinas. Com os resultados obtidos podemos concluir que as fitoquelatinas podem ser usadas como biomarcadores de exposição ao cádmio e o organismo, por ser capaz de diminuir a quantidade de metais disponíveis no ambiente, tem potencial para biorremediar ambientes poluídos. / Given the increase of environmentally harmful human activities, in particular the ones injurious to the aquatic environment, it is important to elucidate the defense mechanisms utilized by organisms exposed to damaging agents. Those species can later be suggested to be used as pollution bioindicators or bioremediatiors. Algae are of particular importance because they are the basis of the marine ecosystem food chain. Given that these organisms can accumulate toxic substances from the environment and they serve as food for other species, it will cause biomagnification of the toxic agent in the chain. The choice of the microalgae Lingulodinium polyedrum was due to its wide national and global distribution and the fact that it is a model organism for toxicology studies involving metals. This work aims to standardize the medium conditions in order to provide the ideal growth of the species; plot the growth curve; and monitor the biological aspects that change in the presence of metals, such as: photosynthetic rate, antioxidant enzyme superoxide dismutase activity, balance between oxidized and reduced glutathione, intracellular accumulation of metals and identification of chelating substances synthesized by the alga, known as phytochelatins. To achieve these objectives there were used analytical techniques such as spectrophotometry, mass spectrometry and inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy. Among the obtained results there are the decrease in the amount of reduced and oxidized glutathione when algae are exposed to the metal; reduction in the quantity of cadmium in the medium; and increase in superoxide dismutase activity and phytochelatin synthesis. Based on the results it can be concluded that phytochelatins can be used as biomarkers of exposure to cadmium and the organism have potential to bioremediate polluted environments.

As algas marinhas calcárias (AMC) e os óleos essenciais vêm sendo utilizados como aditivos em dietas para ruminantes. As AMC têm sido adicionadas às dietas com o objetivo de modularem o pH ruminal, enquanto os óleos essenciais, através de sua ação antimicrobiana, têm sido testados como alternativa aos aditivos antibióticos na produção animal. Os objetivos do presente estudo foram avaliar os efeitos de óleos essenciais e de algas marinhas calcárias (AMC), bem como a combinação de ambos, sobre desempenho e ambiente ruminal de vacas leiteiras em lactação. Foram realizados 2 experimentos com 32 vacas leiteiras sob sistema de pastejo rotativo com suplementação diária de 6 kg de alimento concentrado por vaca: o experimento 1 foi de desempenho e o experimento 2 de metabolismo ruminal. Em ambos os experimentos as vacas foram submetidas aos seguintes tratamentos: a) controle (CONT); b) óleos essenciais (OE); c) algas marinhas calcárias (AMC); d) AMC + OE. No experimento 1, as variáveis registradas foram consumo, produção e composição do leite, ganho de peso, condição corporal e parâmetros sanguíneos (glicose e ácidos graxos não esterificados [AGNE]). No experimento 2 foram utilizadas as mesmas 32 vacas em lactação para avaliação dos parâmetros ruminais. Os delineamentos utilizados foram: em quadrados latinos replicados (experimento 1) e em blocos inteiramente casualizados (experimento 2). No experimento 1 o CMS de pasto e os CMS e CMO totais foram maiores para o tratamento AMC em comparação com os tratamentos OE e OE+AMC. Os dados de consumo do tratamento CONT foram não diferiram dos demais tratamentos. As digestibilidades da MS e da MO foram maiores para os tratamentos OE e OE+AMC em comparação com o tratamento AMC. Os dados de digestibilidade do tratamento CONT não diferiram dos demais tratamentos. O escore de condição corporal médio foi maior para o tratamento OE em comparação com os demais, porém os aditivos testados não afetaram as concentrações sanguíneas de AGNE e de glicose. Os dados de produção e de composição do leite não foram afetados pelos aditivos testados, assim como os dados de concentração de energia das dietas, consumo de energia, secreção de energia no leite e eficiência de conversão da energia consumida em energia láctea. No experimento 2, a suplementação com OE aumentou a concentração molar de AGV totais e a de acetato em comparação com os tratamentos CONT e AMC, com valores intermediários e não diferentes para o tratamento OE+AMC. Houve aumento do pH ruminal no tratamento AMC em comparação com o tratamento OE. A inclusão de óleos essenciais e ou algas marinhas não alterou a resposta produtiva de vacas leiteiras, apesar do aumento na concentração de AGV e de pH ruminal respectivamente. / Essential oils (OE) and calcareous marine algae (AMC) are being used in ruminants diets. The AMC has been added to diets with the purpose of regulating the ruminal pH while the OE, due to their antimicrobial properties, had been tested as an alternative to the antibiotic additives used in animal production. The objectives of the current study were to evaluate the effects of OE and AMC as well as their interaction on performance and ruminal environment of lactating dairy cows. Two experiments with 32 cows were developed. The animals were in a rotational grazing system supplemented with 6 kg per cow of concentrate feed. Experiment 1 was designed to evaluate performance whereas experiment 2 for ruminal metabolism. During both experiments, cows were assigned to the followings treatments: a) control (CONT); b) blend of essential oils (OE); calcareous marine algae (AMC); d) AMC+OE. In experiment 1, the registered variables were intake, yield and milk composition, live weight, body condition score and blood parameters (glucose and non-esterified fatty acids, [NEFA]). In experiment 2 the same 32 lactating cows were used to evaluate ruminal parameters. The statistical designs used were: replicated Latin square (experiment1) and randomized complete block design (experiment 2). In experiment 1, grass and total DM and OM intakes were increased in AMC compared to OE and OE+AMC. The intakes observed for CONT did not differ from the other treatments. Digestibility of DM and OM were higher for OE and OE+AMC compared to AMC. Digestibility of CONT did not differ from other treatments. The average BCS was higher for OE, however the tested additives did not affect blood concentration of NEFA and glucose. Milk yield and composition were not affected by additives inclusion as well as energy concentration in diets, energy intake, secreted energy in milk and energy conversion efficiency. In experiment 2, OE increased molar concentration of acetate and total VFA when compared to CONT and AMC, but not differed from OE+AMC. The AMC increased ruminal pH when compared to OE. The inclusion of essential oils and/or calcareous marine algae did not alter the productive response of lactating dairy cows, even though there was an increase in VFA concentration and ruminal pH.

Diante das demandas do cenário da Educação atual, incluindo o Ensino de Biologia, professores em exercício transformam-se novamente em aprendizes e sua qualificação pedagógica torna-se urgente e necessária. Uma das estratégias atualmente adotadas na formação continuada refere-se ao oferecimento de cursos em Educação a Distância. A ação dos professores sempre é permeada por diversos saberes docentes, que devem ser abordados nesses cursos de formação. Pensando-se nos saberes disciplinares, ao analisarmos documentos orientadores como a Proposta Curricular do Estado de São Paulo (PCESP) - Ensino Médio, percebemos que a abordagem do tema algas é problemática. Diante desse panorama, o presente trabalho visou contribuir para a ampliação do conhecimento sobre a abordagem das algas na formação continuada de professores de Biologia na modalidade Educação a Distância. Para tanto, focamos 36 profissionais participantes em um curso de especialização docente (Curso de Especialização para Docentes em Biologia, EspBio) oferecido pela Rede São Paulo de Formação Docente (Redefor). Tivemos como um dos objetivos específicos elaborar recursos didáticos sobre as algas, abordando três vertentes temáticas principais: algas e cotidiano (incluindo biodiversidade e importância socioeconômica), importância ecológica e evolução do grupo. Tal objetivo foi alcançado pela elaboração do jogo virtual Algazarra!, da tirinha \"As algas no divã\" e de uma paráfrase sobre evolução vegetal. Outro objetivo específico foi avaliar como e se tais recursos influenciaram no aprimoramento conceitual e na ampliação dos conhecimentos sobre estratégias didáticas referentes à abordagem do tema algas por parte dos cursistas do EspBio. Para isso, foram aplicados diversos instrumentos de coleta de dados (questionários, elaboração de textos e fórum on-line). Em nossa análise, utilizamos: (i) para respostas a questões totalmente fechadas, apenas a quantificação simples dos dados; (ii) para respostas à questões abertas, processos de categorização aberta e quantificações simples (cálculo de porcentagens de ocorrências das diferentes categorias), (iii) para instrumentos que envolviam maior produção de texto, a metodologia de análise textual discursiva. Nossos resultados evidenciaram que, com relação a concepções iniciais dos cursistas, eles consideram que o estudo das algas e sua abordagem disciplinar são importantes para a formação dos alunos. Ao longo da disciplina, notamos que houve uma tendência de aumento entre professores que julgam seus conhecimentos acerca das algas como bom e uma redução entre aqueles que julgam como regular. Percebemos, também, que, de maneira geral, segundo as próprias avaliações dos cursistas, houve uma ampliação no conhecimento acerca das algas, tanto no que se refere à parte conceitual, quanto aquele referente às metodologias para abordar tal temática em sala de aula. Observamos, ainda, que a maioria dos cursistas, inicialmente, declararam abordar o tema algas apenas com aulas expositivas tradicionais. Já ao final da aula sobre algas do EspBio, evidenciou-se que os cursistas pretendiam diversificar sua atuação em sala de aula, passando a utilizar diferentes estratégias e recursos didáticos, sendo que muitos avaliaram a tirinha, a paráfrase e o jogo como recursos potencialmente interessantes para auxiliar nessa diversificação. A análise dos textos produzidos a partir da interpretação da tirinha \"Algas no divã\" indicou que, para alguns cursistas, tal atividade auxiliou na desconstrução do mito \"Amazônia, pulmão do mundo\", o que pode ser um indicador de aprimoramento conceitual por parte desses cursistas do EspBio. Ao analisarmos um fórum on-line sobre a paráfrase, inferimos que tal fórum constituiu-se em um ambiente propício à construção de conhecimento dos cursistas, uma vez que ocorreu troca de ideias e experiências. Acreditamos, assim, que os recursos didáticos desenvolvidos na presente pesquisa, aliados às reflexões sobre sua possível utilização em sala de aula, enquadram-se nesse tipo de pesquisa que pode auxiliar na formação efetiva do docente, ao subsidiar suas práticas. Cremos, ainda, que esse processo de reflexão pode ter influência positiva nos saberes docentes como os experienciais (ampliação de estratégias didáticas) e/ou os disciplinares (ampliação de conhecimentos relacionados às algas) dos cursistas do EspBio / Faced with the demands of the current scenario of Education, including the teaching of Biology, practicing teachers become learners again and their qualifications become urgent and necessary. One of the strategies currently adopted in the continuing Education refers to offering courses in Distance Education. The behavior of teachers is always permeated by many teachers knowledge, which should be addressed in these training courses. Thinking about disciplinary knowledge, when we analyzed policy documents such as the Curriculum Proposal of the State of São Paulo (PCESP) - High School, we realized that the approach of the theme algae is problematic. Given these projections, the present study aimed to contribute to the expansion of knowledge about the approach to algae in the continuing Education of Biology teachers in Distance Education mode. For this, we focused on 36 professionals participating in a specialization course of teaching (Specialization Course for Teachers in Biology, EspBio) offered by Network São Paulo Teacher Training (Redefor). We had as one of the specific objectives to elaborate didactic resources on algae, addressing three main components: algae and everyday (including biodiversity and socioeconomic importance), ecological significance and evolution of the group. This aim was achieved by preparing the virtual game Algazarra!, the comic strip \"The algae on the couch\" and a paraphrase on plant evolution. Another specific objective was to assess whether and how these resources influence the conceptual improvement and broadening of knowledge about teaching strategies related to the approach of the theme algae by the course participants EspBio. For this, various data collection instruments (questionnaires, writing texts and online forum) were applied. In our analysis, we used: (i) for responses to fully closed questions, just simple quantification of data; (ii) for answers to open questions, open processes of categorization and simple measurements (calculating percentages of occurrences of the different categories), (iii) for instruments involving higher production of text, discursive methodology of textual analysis. Our results showed that, related with the initial conceptions of teacher students, they consider the study of algae and its disciplinary approach important to the training of students. Throughout the course, we noticed that there was an increasing trend in the number of teachers who judge their knowledge about algae as good and a decrease among those who judge it as regular. We also found that, in general, according to their own evaluations of the course participants, there was an expansion in the knowledge of algae, both regarding to the conceptual part, as well as to methodologies addressing this issue in the classroom. We also observed that the majority of course participants initially stated to address algae only through traditional expositive classes. Already at the end of the class on algae from EspBio, it became clear that the participants wanted to diversify their activities in the classroom, willing to use different teaching strategies and resources, and many evaluated the strip, the paraphrase and the game as potentially interesting resources to aid in this diversification. The analysis of texts produced from the interpretation of the comic strip \"The algae on the couch\" indicated that, for some course participants, this activity helped the deconstruction of the myth \"Amazon, the lung of the world\", which can be an indicator of conceptual improvement by these course participants of EspBio. When analyzing an online forum on the paraphrase, we inferred that this forum was constituted of an environment conducive to knowledge building of the course participants, since there was an exchange of ideas and experiences. Thus, we believe that the teaching resources developed in this research, combined with reflections on its possible use in the classroom, fall in this kind of research that can assist in the effective training of teachers, when supporting their practices. Also, we believe also that this process of reflection can have a positive influence on teacher knowledge as experiential (magnification teaching strategies) and/or disciplinary (expansion of knowledge related to algae) of the course participants from EspBio

abstract: Microscopic algae have been investigated extensively by researchers for decades for their ability to bioremediate wastewater and flue gas while producing valuable biomass for use as feed, fuel, fertilizer, nutraceutical, and other specialty products. Reports of the exciting commercial potential of this diverse group of organisms started appearing in the literature as early as the 1940’s. However, nearly 80 years later, relatively few successful commercial microalgae installations exist and algae have not yet reached agricultural commodity status. This dissertation examines three major bottlenecks to commercial microalgae production including lack of an efficient and economical cultivation strategy, poor management of volatile waste nutrients, and costly harvesting and post processing strategies. A chapter is devoted to each of these three areas to gain a better understanding of each bottleneck as well as strategies for overcoming them. The first chapter demonstrates the capability of two strains of Scenedesmus acutus to grow in ultra-high-density (>10 g L-1 dry weight biomass) cultures in flat panel photobioreactors for year-round production in the desert Southwest with record volumetric biomass productivity. The advantages and efficiency of high-density cultivation are discussed. The second chapter focuses on uptake and utilization of the volatile components of wastewater: ammonia and carbon dioxide. Scenedesmus acutus was cultured on wastewater from both municipal and agricultural origin and was shown to perform significantly better on flue gas as compared to commercial grade CO2 and just as well on waste nutrients as the commonly used BG-11 laboratory culture media, all while producing up to 50% lipids of the dry weight biomass suitable for use in biodiesel. The third chapter evaluates the feasibility of using gravity sedimentation for the harvesting of the difficult-to-separate Scenedesmus acutus green algae biomass followed by microfluidization to disrupt the cells. Lipid-extracted biomass was then studied as a fertilizer for plants and shown to have similar performance to a commercially available 4-6-6 fertilizer. Based on the work from these three chapters, a summary of modifications are suggested to help current and future microalgae companies be more competitive in the marketplace with traditional agricultural commodities. / Dissertation/Thesis / Doctoral Dissertation Molecular and Cellular Biology 2019

This pilot study was conducted to determine if an Electron Magnetics Oxygen and Hydrogen (EMOH) device can increase the dissolved oxygen (DO) concentration of a residential surface water. By using EMOH, DO concentration will increase and allow bacteria to remove the substrate that creates blue-green algae for which the City of Boynton Beach (City) receives complaints. Those complaints center on odors and the visual appearance of the ponds. The study was conducted in-situ at the INCA Pond system in the City of Boynton Beach, Florida with data collection taking place bi-weekly, using surface aeration techniques. Water sampling was conducted in the INCA Pond system via a handheld water sensor. Primary variable monitored included: water temperature, barometric pressure, DO concentration, and DO saturation (DOSAT). Biomass of dead algae at the bottom of the pond was also monitored to determine if increased DO concentration aided the biological digestion of the organic matter. Data analysis shows that exposure to EMOH treatment allowed the relationship between DO and temperature to change from a negative correlation (the expected relationship) to a positive trend. Furthermore, pressure and DOSAT became less correlated after exposure to EMOH effluent. In all, EMOH was shown to be an effective means of treating hypoxic pond water. The optimal EMOH effluent discharge is determined to be deep in the subject pond. Backed by research on the surface-air water and bubble-water oxygen transfer coefficients, DO concentration in the subject pond was 110% higher when effluent was directed down toward the floor of the pond. / Includes bibliography. / Thesis (M.S.)--Florida Atlantic University, 2019. / FAU Electronic Theses and Dissertations Collection

Orientador: Orlando Necchi Júnior / Banca: Ricardo Moreira Chaloub / Banca: Gustavo Habermann / Resumo: Respostas de curto período das características fotossintéticas a temperatura e irradiância foram avaliadas na rodófita Batrachospermum delicatulum em condições naturais e em laboratório. A variação diária dos parâmetros fotossintéticos por fluorescência da clorofila foi amostrada em duas épocas (junho, período frio e seco; outubro, quente e chuvoso) em um riacho da região noroeste do Estado de São Paulo (20o43’24-S, 49o18’21-W). Os valores de RQE e RQP (rendimento quântico efetivo e potencial, respectivamente) apresentaram correlação negativa com a irradiância nas duas épocas e valores similares no início e final do dia, indicando respectivamente alta pressão de excitação sobre o fotossistema II (FSII) e boa capacidade de recuperação e ausência de fotodano ao aparato fotossintético. Os valores de NPQ (extinção não-fotoquímica) também apresentaram correlação negativa com irradiância (significativa apenas em junho), o que possivelmente indica baixa capacidade de dissipação da energia absorvida pelos centros de reação. Sob temperatura e irradiância fixas a variação diária para fotossíntese líquida foi caracterizada por dois picos: o primeiro (maior) durante a manhã e o segundo (menor) durante a tarde. Os valores de ETR (taxa de transporte de elétrons) também apresentaram padrão semelhante, o que demonstra a ocorrência de ritmos endógenos que controlam as taxas fotossintéticas. Curvas de fotossíntese-irradiância e de indução escuro/luz foram testadas em laboratório (sob condições de baixa e alta irradiância) e em campo sob luz natural (não-sombreada) e artificialmente sombreada em duas épocas (junho e novembro). O isolado em cultura e as plantas em condições naturais (novembro) tiveram maiores valores de fotossíntese máxima (Fmax), eficiência fotossintética ( ) e rendimento quântico em baixa irradiância... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Short-term responses of photosynthetic characteristics to temperature and irradiance were analyzed in the rhodophyte Batrachospermum delicatulum under natural and laboratory conditions. The diurnal variation of photosynthetic parameters by chlorophyll fluorescence was sampled in two seasons (June, cool and dry season; October, warm and rainy season) in a stream of northwest region of São Paulo state (20o43’24”S, 49o18’21”W). Values of EQY and PQY (effective and potential quantum yield, respectively) were negatively correlated with irradiance in both seasons and had similar values at the beginning and end of the day, indicating, respectively high excitation pressure on photosystem II (PSII) and good recovery capacity and lack of photodamage to the photosynthetic apparatus. Values of NPQ (non-photochemical quenching) were also negatively correlated with irradiance (significantly only in June) possibly indicating low dissipation capacity of absorbed energy by reaction centres. The diurnal variation of net photosynthesis under fixed conditions of temperature and irradiance was characterized by two peaks the first (higher) in the morning and the second (lower) in the afternoon. ETR (electron transport rate) values also presented a similar pattern, suggesting the occurrence of endogenous rhythm that controls photosynthetic rates. Photosynthesis-irradiance and dark/light (induction) curves were tested in laboratory (under low and high irradiance conditions) and in field under natural light (unshaded) and artificially shaded in two seasons (June and November). Specimens from culture isolate and in natural conditions (November) had higher values of maximum photosynthesis (Pmax) photosynthetic efficiency ( ) and EQY at low irradiance, whereas at high irradiance (laboratory and field), values of were significantly higher than at low irradiance. A positive correlation between of ETR with NPQ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Orlando Necchi Júnior / Resumo: Nos últimos séculos a história do ser humano no planeta Terra tem sido marcada por intensos impactos ambientais antropogênicos negativos, dentre os quais destaca-se a maior exposição da radiação ultravioleta (UV) na superfície terrestre devido à destruição da Camada de Ozônio ocasionada pela liberação de substâncias tais como os CFCs (clorofluorcarbonetos). A radiação UV tem sido considerada com um dos principais fatores que afetam a distribuição dos organismos fotossintetizantes em ambientes aquáticos, tendo efeitos biológicos diversos como danos no DNA e em moléculas proteicas, alteração dos pigmentos fotossintéticos, modificações nos parâmetros fotossintéticos e crescimento desses organismos. Torna-se evidente, portanto, que as mudanças da incidência de radiação UV na superfície terrestre podem levar a alterações ecofisiológicas nas comunidades algais. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo central analisar as respostas fisiológicas (parâmetros fotossintéticos, concentração de pigmentos fotossintéticos e de substâncias fotoprotetoras) à radiação ultravioleta (UVA e UVAB) em macroalgas continentais (ambientes lóticos e aerofíticos). A idéia geral foi avaliar o nível de resposta (tendência de aumento ou diminuição em maior ou menor grau) na performance em função da exposição à radiação ultravioleta. Duas hipóteses gerais foram formuladas: 1) as respostas das macroalgas consistirão essencialmente de tendência de diminuição de sua performance fisiológica (parâmetros fotossintéticos e concentração de pigmentos) e aumento de substâncias fotoprotetoras sob exposição à radiação UV; 2) o nível de resposta será diferente entre os grupos de algas, sendo que para as algas verdes (tipicamente algas de sol) espera-se que sejam mais tolerantes à ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The history of human on planet Earth has been marked by intense negative anthropogenic environmental impacts, which enhanced the exposure to ultraviolet (UV) radiation the Earth's surface due to depletion of the ozone layer caused by the release of substances, such as, CFCs (chlorofluorocarbons). UV radiation has been considered as one of the main factors that affect the distribution of photosynthetic organisms in aquatic environments, with varied biological effects, such as, damage to DNA and protein molecules, alteration of photosynthetic pigments, changes in photosynthetic parameters and growth of these organisms. Changes in the incidence of UV radiation on the Earth's surface can lead to ecophysiological alterations in algal communities. In this context, the objective of this investigation was to analyze the physiological responses (photosynthetic parameters, concentration of photosynthetic pigments and photoprotective substances) to ultraviolet radiation (UVA and UVAB) in inland macroalgae (lotic and aerophytic habitats). The general idea was to evaluate the level of response (trend of increase or decrease to greater or lesser degree) in photosynthetic performance to ultraviolet exposure. Two general hypotheses were formulated: 1) the responses of macroalgae will essentially consist of a trend to decrease in their physiological performance (photosynthetic parameters and pigment concentration) and increase photoprotective substances under UV exposure; 2) the response level will be different among algal groups, with green algae (typically sun-adapted algae) expected to be more tolerant to UV radiation, whereas red algae (typically shaded-adapted algae) to be more sensitive and the cyanobacteria having intermediate responses. Specific hypotheses were formulated for each part of the work (chapters). Experiments were performed under three ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor