Made available in DSpace on 2016-12-23T14:04:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nadja Lima Gorza.pdf: 3030587 bytes, checksum: 3aa00105b37afc7dd17519461b9b8419 (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / A contaminação das águas superficiais e águas subterrâneas com agrotóxicos é reconhecida por especialistas de vários países como um grande problema, devido à sua persistência no ambiente aquático e potenciais efeitos adversos à saúde. Entre as opções de tratamento de águas o processo eficaz para a remoção de agrotóxicos é a adsorção em carvão ativado, exceto para algumas substâncias polares. No entanto, a capacidade de adsorção do carvão ativado é afetada pela natureza e concentração dos contaminantes presentes na água bruta. Este trabalho tem como objetivo geral avaliar a remoção/transformação dos agrotóxicos 2,4-diclorofenoxiacético (2,4-D), Clorpirifós, Glifosato, e de seus produtos de transformação, em uma instalação piloto de tratamento de água convencional (coagulação com sulfato de alumínio, floculação, sedimentação, filtração e desinfecção) associada à pré-oxidação com dióxido de cloro, cloro e adsorção em carvão ativado granular betuminoso. Os resultados obtidos mostraram que os oxidantes promoveram parcial oxidação da matéria orgânica presente na água bruta, efeito observado por meio do decaimento da absorbância UV em 254 nm O tratamento convencional combinado à oxidação com dióxido de cloro e adsorção em carvão ativado granular, mostrou-se adequado para a remoção dos contaminantes 2,4-D, Clorpirifós e de seus produtos de transformação, o 2,4-diclorofenol (2,4-DCP) e Clorpirifós-oxon. Entretanto, a oxidação com cloro associada ao tratamento convencional, revelou ser mais eficiente na remoção do Glifosato e de seu principal metabolito, AMPA. Estudos sobre a capacidade de adsorção e o tempo de saturação do CAG foram também realizados revelando que o CAG betuminoso pode ser eficiente na remoção de Clorpirifós e 2,4-D. Dada a dificuldade em qualificar e quantificar todos os subprodutos formados no processo de tratamento da água contaminada com agrotóxicos, ensaios de mutagenicidade (AMES) foram realizados na água tratada. Também foi pesquisada a formação de subprodutos de desinfecção tais como Trialometanos totais, Ácidos Haloacéticos totais, clorito e clorato / Contamination of surface water and groundwater with pesticides has been recognized as a major problem because of its persistence in the aquatic environment and potential adverse health effects. Among the options for water treatment process more effective for the removal of pesticides is the adsorption on activated carbon, except for the polar substances. However, the adsorption capacity of activated carbon is affected by the nature and concentration of contaminants in raw water. This study aims at evaluating the removal / transformation of the pesticide 2,4-dichlorophenoxyacetic acid (2,4-D), chlorpyrifos, glyphosate and its main metabolites in pilot plant for water treatment in complete cycle (coagulation with sulfate aluminum, sedimentation and filtration) with pre-oxidation with chlorine dioxide and chlorine adsorption on activated carbon granular bituminous. The results showed that the oxidant promoted partial oxidation of organic matter present in raw water, an effect observed through the decay of the UV absorbance (λ = 254nm) treatment combined with complete cycle of oxidation with chlorine dioxide and adsorption on granular activated carbon proved to be suitable for the removal of contaminants 2,4-D, chlorpyrifos and its transformation products, 2,4-dichlorophenol (2,4-DCP) and chlorpyrifos-oxon. However, oxidation with chlorine associated with the treatment in full cycle, proved to be more efficient in the removal of glyphosate and its metabolite, AMPA. Studies on the adsorption capacity and the saturation time of the AGC were also performed showing that the bituminous AGC can be effective in the removal of chlorpyrifos and 2,4-D. Given the difficulty to qualify and quantify all the products formed in the process of treating water contaminated with pesticides, mutagenicity assays (Ames) were performed in treated water. It was also investigated the formation of byproducts such as trihalomethanes disinfection total haloacetic acids total chlorite and chlorate

Nesta pesquisa o principal objetivo foi estudar a influência da disposição de lodo gerado em estação de tratamento de água (ETA), que utiliza sulfato de alumínio como coagulante, nos processos biológicos de tratamento de esgoto por lodo ativado com aeração prolongada. Para isso, uma estação piloto de fluxo contínuo foi operada com idade do lodo de 25 dias em duas condições: inicialmente alimentada somente com esgoto bruto e posteriormente com adição de lodo de ETA à base de alumínio de modo a haver acréscimo nos sólidos em suspensão (SS) do esgoto em 25, 50 e 100 mg/L. Os resultados obtidos mostraram que a principal conseqüência foi o aumento na produção de sólidos do sistema (acréscimos médios de 4,6% com 25 mg/L, 37,7% com 50 mg/L e 41,0% com 100 mg/L) e, portanto, na concentração média de SS no tanque de aeração, no decantador secundário e no lodo produzido em excesso. Como o decantador secundário operou com taxa de aplicação de sólidos abaixo da taxa limite não houve problema de arraste de sólidos pelo efluente final. Não houve interferências na remoção de DBO5,20 (eficiência de remoção acima de 94%). O teste de consumo de oxigênio específico (TCOa/SSV) e o exame microscópico do lodo não apontaram possíveis efeitos tóxicos desse lodo à microfauna existente. Não houve inibição no processo de nitrificação (eficiência média de remoção de nitrogênio Kjeldhal Total e de nitrogênio amoniacal acima de 95%). Houve aumento na concentração de DQO e de SS no efluente final pela própria contribuição do lodo da ETA sobre esses parâmetros. A remoção de fósforo foi observada apenas na forma solúvel com dosagem de 25 mg/L e 50 mg/L (eficiências de remoção de 9,1% e de 21,9% respectivamente). Esses resultados apontam que a disposição do lodo de ETA a base de alumínio em sistema de lodo ativado pode ser realizada sem interferências negativas sobre esses processos biológicos aeróbios. / The main purpose of this research was to study the influence of an alum-coagulated water treatment plant (WTP) sludge on the biological processes of wastewater treatment using extended aeration activated-sludge process. For this, a continuousflow activated-sludge pilot plant was operated at solids retention time (SRT) value of 25 day under two conditions: initially, it was feeded only with sewage and next dosed with alum sludge in way to have an addition about 25, 50 and 100 mg of suspended solids (SS) per liter of incoming sewage. The results showed that the main consequence was the increase of solids production (average addition of 4,6% at 25 mg/L, 37,7% at 50 mg/L and 41% at 100 mg/L dosages) and therefore an increasing of average concentration of SS in aeration tank, secondary clarifier and wasteactivated sludge. As the secondary clarifier operated under solids loading rate limit no solids were discharged in the clarifier effluent. There was no interference on BOD5 removal (removal efficiency above 94%). The specific oxygen uptake rate (SOUR) and the microscopic observations did not show any possible toxic effects to the microbial population inhabiting the activated sludge system. There was no inhibition in nitrification process (average efficiency of Total Kjeldahl nitrogen and ammonia nitrogen removal above 95%). There was an increase of COD and SS in final effluent due to contribution of WTP residuals on these parameters. Phosphorus removal was observed only in soluble form with doses of 25 mg/L and 50 mg/L (removal efficiency of 9,1% and 21,9% respectively). These results indicate that disposal of WTP alum sludge in activated-sludge system can be done without any adverse effects on these aerobic biological processes.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficiência de pós-filtros adsorvedores constituídos de Carvão Ativado Granular (CAG) na remoção de compostos orgânicos precursores e na formação de subprodutos da desinfecção, em particular dos trialometanos (THM) na Estação de Tratamento de Água Alto da Boa Vista (ETA ABV), abastecida por reservatórios de água bruta com elevado grau de eutrofização. Os ensaios foram conduzidos em ETA Piloto composta por tanque de reservação de água filtrada, ozonizador, tanque de reservação de água ozonizada e 4 pós-filtros adsorvedores, sendo duas unidades dotadas de CAG de origem mineral e duas unidades dotadas de CAG de origem vegetal. Os filtros foram operados em paralelo, sendo que duas colunas foram alimentadas com água filtrada da ETA ABV (Filtro F3 CAG de origem mineral e Filtro F4 CAG de origem vegetal) e as outras duas alimentadas com água filtrada e ozonizada (Filtro F1 CAG de origem mineral e Filtro F2 CAG de origem vegetal). A avaliação da remoção de compostos orgânicos precursores e formação de subprodutos da desinfecção foi feita através de análises de carbono orgânico total (COT), UV-254 nm e formação de THM. A análise dos resultados gerados de julho de 2007 a dezembro de 2008 permitiu concluir que 93% do THM é formado nas primeiras 24 horas de contato da amostra com o cloro, simulando a pós cloração e pós alcalinização da ETA ABV. O processo de oxidação por ozônio não foi efetivo na remoção de THM instantâneo, visto que a média dos 38 valores de THM instantâneo para a água filtrada (17,8 ± 5,6 g/L) foi igual a média obtida para o THM instantâneo na água ozonizada. A remoção de THM pelos filtros de CAG foi mais significativa nos primeiros três meses de operação do sistema, apresentando remoção de 80% para os filtros com CAG de origem mineral e 70% para os filtros com CAG de origem vegetal, a partir do quarto mês de operação do sistema a remoção de THM caiu para um valor médio de 34%, o que mostra uma iminente saturação do leito adsorvedor. Os pós-filtros adsorvedores constituídos de CAG de origem mineral apresentaram melhor comportamento com respeito a remoção de THM e COT quando comparado com os pós-filtros dotados de CAG de origem vegetal. / The main purpose of this work was to evaluate the performance of a Granular Activated Carbon (GAC) post-filter adsorbers in the removal of organic precursors and in the formation of disinfection byproducts, especially trihalomethanes (THM) in Alto da Boa Vista Water Treatment Plant (ABV WTP), which takes raw water from a highly eutrophized reservoirs. The tests was conducted on a Pilot WTP composed of filtered water tank, ozonator, ozonized water tank, and four post-filter adsorbers: two units with mineral GAC media and two units with vegetal GAC media. The filters were operated in parallel, with two columns fed with filtered water from ABV WTP (F3 Filter mineral GAC and F4 Filter vegetal GAC) and the other fed with ozonized water (F1 Filter mineral GAC and F2 Filter vegetal GAC). The evaluation of the removal of organic precursors and the formation of disinfection byproducts was made through analysis of Total Organic Carbon (TOC), UV-254 nm and THM formation. The results generated from July 2007 to December 2008 showed that 93% of THM is formed in the first 24 hours of contact with the chlorine in the sample, simulating the post chlorination and post alkalinization of ABV WTP in samples of filtered water, ozonized water, and post-filter adsorbers effluent. Ozone oxidation process was not effective in removing THM. Was found the same instantaneous THM values in the filtered water (17.8 g/L± 5.6 g/L) and in the ozonized water. During the first three months of post-filter adsorber operation, THM removal efficiencies were around 80% for F1 and F3 (mineral GAC media) and around 70% for F2 and F4 (vegetal GAC media). After four months of operation, THM removal efficiencies decreased to 34% average value, thus indicative of GAC saturation. Regarding THM and TOC removal efficacy, the mineral GAC performed better than the vegetal GAC.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-02-26T12:24:44Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Heraldo Antunes Silva Filho.pdf: 31579604 bytes, checksum: 7df08db7246e8704b6c1ca0c63fd2699 (MD5) / Approved for entry into archive by Secta BC (secta.csu.bc@uepb.edu.br) on 2016-03-09T13:25:20Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Heraldo Antunes Silva Filho.pdf: 31579604 bytes, checksum: 7df08db7246e8704b6c1ca0c63fd2699 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-09T13:25:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) PDF - Heraldo Antunes Silva Filho.pdf: 31579604 bytes, checksum: 7df08db7246e8704b6c1ca0c63fd2699 (MD5) Previous issue date: 2014-12-11 / This research aimed to study the conditions of the biochemical and mechanical properties of biomass of activated sludge systems (SSLM) and define an interface for the application of these properties in the design of projects, based on a model of activated sludge. Thus, the research was divided into two parts: (1) study the conditions of the biochemical and mechanical properties of SSLM and (2) the elaboration and application of activated sludge model. During the first stage we studied the conditions for obtaining measurements of dissolved oxygen and its influencing factors, as well as a study on the respirometry. Still in this stage are two methods of determining the kinetic constants of sedimentation were evaluated. The second stage consisted of 6 experimental operation of activated sludge systems, where each system tied up to a specific treatment goal. With experimental data obtained from activated sludge systems, elaborated a simplified procedure for predicting the cycle time and the optimal treatment volume in each treatment goal. The results showed that the first stage membranes which have less than 5 min -1 K rel lead to impairments of determining the TCO. Results obtained in the first phase also showed that the selection of the respirometric test conditions may exert negative influence when we work under the following conditions: 15 s < λ < 5 s, SSLM concentration of > 5 g L -1 and EC > 1 mS / cm 2 . Focusing on respirometric procedures, that is attested sodium acetate (CH 3 COONa) can be considered as a good representative pattern for the heterotrophic metabolism studies and ammonium bicarbonate (NH 4 HCO 3 ) to study the nitrifying autotrophic metabolism. Is testified also that biomass showing ability to biodesfosfatação difficult in general to determine the constants related to the metabolic properties and that we should therefore give attention to these cases. It was possible to establish that the sodium azide (NaN 3 ) is an excellent inhibitor selective nitration at a concentration of 1 mg L -1 , thus allowing the study of nitrification in two steps. In the second stage, the three studied phases, the third phase was that the systems showed the best performance of removal of constituents within the proposed objectives, and that the sizing procedures were able to predict the operating conditions for RBS systems satisfactorily. / Nesta pesquisa objetivou-se estudar as condições de determinação das propriedades bioquímicas e mecânicas dos sólidos suspensos do liquor misto (SSLM) e definir uma relação para aplicação dessas propriedades nos projetos de dimensionamento, tendo como base um modelo de lodo ativado. Dessa forma, a pesquisa dividiu-se em duas partes: (1) estudo das condições de determinação das propriedades bioquímicas e mecânicas dos SSLM e (2) elaboração do modelo de lodo ativado e aplicação. Durante a primeira etapa foi possível estudar as condições de obtenção das medidas de oxigênio dissolvido e seus fatores intervenientes, bem como desenvolveu-se um estudo sobre a respirometria. Ainda nessa etapa foram avaliados dois métodos de determinação das constantes cinéticas de sedimentabilidade. A segunda etapa foi constituída da operação de 6 sistemas experimentais de lodo ativado (5 em regime de bateladas sequenciais e 1 em regime contínuo), em que cada sistema atrelava-se à um objetivo específico de tratamento. Com os dados experimentais obtidos dos sistemas de lodo ativado, elaborou-se um procedimento simplificado para predição dos tempos de ciclo e do volume de tratamento ideal em cada objetivo de tratamento. Os resultados da primeira etapa mostraram que membranas que apresentem constante de relaxamento (K rel ) inferiores a 5 min conduzem a comprometimentos da determinação da TCO. Resultados também obtidos na primeira etapa mostraram que a seleção das condições do teste respirométrico podem exercer influência negativa quando trabalhamos nas seguintes condições: frequência da coleta de dados de OD entre 15 s < λ < 5 s, concentração de SSLM > 5 g.L -1 e CE > 1 mS/cm 2 . Especificamente sobre os procedimentos respirométricos, atestou-se que o acetato de sódio (CH 3 COONa) pode ser considerado como um bom representante padrão para estudos do metabolismo heterotrófico e que o bicarbonato de amônia (NH 4 HCO 3 ) para o estudo do metabolismo autotrófico nitrificante. Atestou-se também que biomassas que apresentem capacidade de realizar a biodesfosfatação dificultam a determinação das constantes relacionadas com as propriedades metabólicas e que, portanto, devemos dar atenção a esses casos. Foi possível definir que a azida de sódio (NaN 3 ) é um excelente inibidor seletivo da nitratação na concentração de 1 mg.L -1 -1 , permitindo assim o estudo da nitrificação em duas etapas. Na segunda etapa, das 3 fases operacionais estudadas, a terceira fase foi a que os sistemas apresentaram os melhores desempenhos de remoção dos constituintes, dentro dos objetivos propostos, e que os procedimentos de dimensionamento foram capazes de predizer as condições operacionais para sistemas RBS de forma satisfatória.

Submitted by Jean Medeiros (jeanletras@uepb.edu.br) on 2016-03-10T13:44:20Z No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Natália Costa e Silva.pdf: 1280209 bytes, checksum: df5d2a51e71f30434a166906afcbecd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T13:44:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PDF - Maria Natália Costa e Silva.pdf: 1280209 bytes, checksum: df5d2a51e71f30434a166906afcbecd3 (MD5) Previous issue date: 2014-08-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The greater input of nutrients, such as nitrogen and phosphorus, from various anthropogenic uses of watersheds is one of the causes of the high growth rate of algae and cyanobacteria. Algae bloom impacts the quality of water causing taste and odor problems due to chemicals and toxins, called cyanotoxins, produced by these microorganisms. This situation, observed in sources of water supply, is worrying since the conventional treatment used by 70% of the water treatment stations in Brazil are not able to effectively remove those toxins. Studies performed by research groups around Brazil have shown the coexistence of two cyanobacteria, Microcystis aeruginosa and Cylindrospermopsis raciborskii, producers of the cyanotoxins microcystin and saxitoxins, respectively, which justifies the study of the removal of these toxins concomitantly. The aim of this study was to evaluate the ranking in removing microcystin-LR and saxitoxins-STX by adsorption on granular activated carbon (GAC) from different sources and particle sizes. Two types of palm coconut shell charcoal with the following mesh sizes 8x30 (FDG) and 12x40 (FDF) were used. A mineral charcoal with a 12x25mesh (FCM) was also used. The adsorption was made by filtration columns. The cyanotoxins were extracted from cultures of pure strains of M. aeruginosa and C. raciborskii. The method used for quantification was the immunoassay ELISA. First, we analyzed the removal efficiencies of MC-LR with each type of charcoal using samples of treated and distilled water. The filters were operated at a 66.3 m 3 /m 2 .d filtration rate. The results of this first phase showed a more effective removal of FDF (67.3%), although the average removal of FCM was higher (72.3%). In the second phase of the study, we analyzed the concomitant removal of MC-LR and STX using FDF at a 35.1 m 3 /m 2 .d filtration rate. The average removals of 58.9% and 92.5%, respectively, showed that the removal of saxitoxins is better, although we cannot assume that this toxin excels in the ranking. As for the difference between the filtration rates, we found that the removal is better with filters operating at a lower rate. / O aporte maior de nutrientes como nitrogênio e fósforo provenientes dos diversos usos antrópicos das bacias hidrográficas é um dos responsáveis pela alta taxa de crescimento de algas e cianobactérias. O bloom desses microrganismos modifica a qualidade da água, produzindo substâncias que conferem gosto e odor à água e até mesmo substâncias tóxicas, como as cianotoxinas. Essa situação presente nos mananciais de abastecimento é preocupante uma vez que o tratamento convencional utilizado por 70% das estações de tratamento de água no Brasil não são efetivamente capazes de remover tais substâncias tóxicas. O registro por grupos de pesquisa em todo país da presença conjunta de cianobactérias como a Microcystis aeruginosa e Cylindrospermopsis raciborskii, potencialmente produtoras das cianotoxinas microcistinas e saxitoxinas, respectivamente, justifica o estudo da remoção dessas toxinas em concomitância. O carvão ativado granular (CAG) é a tecnologia de tratamento avançado utilizada nesse trabalho que objetiva avaliar a hierarquização da remoção de microcistina-LR e saxitoxina STX por meio da adsorção em CAG de natureza e granulometrias distintas. Foram utilizadas colunas de filtração com dois carvões de casca de coco de dendê com granulometrias 8x30mesh (FDG) e 12x40mesh (FDF) e um carvão mineral com granulometria 12x25mesh (FCM). As cianotoxinas foram extraídas de cultivos de cepas puras de M. aeruginosa e C. raciborakii potencialmente produtoras e foi utilizado o método por imunoensaio ELISA para quantificação. Primeiramente foram analisadas as eficiências de remoção de MC-LR em cada tipo de carvão com águas de estudo formadas por água tratada e água destilada. Os filtros foram operados com taxa de filtração 66,3m³/m².d e os resultados dessa etapa evidenciaram remoção mais efetiva para o FDF (67,3%) apesar de a remoção média do FCM (72,3%) ter sido maior. Na segunda etapa do trabalho foi analisada a remoção em concomitância de MC-LR e STX e utilizou-se o FDF a uma taxa de 35,1m³/m².d em que as médias de remoção de 58,9% e 92,5%, respectivamente, evidenciaram que a saxitoxina apresenta melhor remoção, mas não se pode assumir que sobressai nessa hierarquia. Quanto à diferença nas taxas de filtração aplicadas, encontrou-se melhor remoção nos filtros operados com menor taxa.

A crescente demanda pelo etanol combustível para reduzir a dependência e promover a substituição de combustíveis fósseis, contribuirá para maior acúmulo de bagaço de cana no ambiente. Esta biomassa que é no Brasil um subproduto do setor sucroalcooleiro, embora venha sendo empregada para a geração de energia na produção de açúcar e álcool, pode ter seu aproveitamento alternativo para a obtenção de especialidades como o xilitol contribuindo para trazer vantagens econômicas para este setor. Neste sentido, pesquisas vêm sendo feitas para o aproveitamento biotecnológico do bagaço de cana para a produção de xilitol, um poliol com características peculiares como seu poder adoçante semelhante ao da sacarose, não cariogênico e indicado para diabéticos e obesos bem como no tratamento de doenças respiratórias e na prevenção de osteoporose. Sua produção comercial ocorre por catálise química da xilose proveniente de materiais lignocelulósicos ricos em xilana o que é de custo elevado. Para a obtenção biotecnológica de xilitol a partir destes materiais, inicialmente é necessária a desconstrução da matriz polimérica destes para a separação de suas principais frações: celulose, hemicelulose e ligninina. No caso do xilitol, a fração de interesse é a hemicelulose por ser constituída principalmente da pentose xilose, substrato para este bioprocesso. A hidrólise ácida diluída tem sido comumente empregada nas pesquisas para a obtenção do hidrolisado hemicelulósico rico em xilose. Entretanto, neste processo ocorre também a liberação/formação de compostos tóxicos aos micro-organismos, inibidores de atividades enzimáticas como fenólicos, ácidos orgânicos, furfural, hidroximetilfurfural além de íons metálicos. No presente trabalho, foram empregadas duas metodologias de destoxificação do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana: elevação do pH para 7,0 com óxido de cálcio seguida do abaixamento para 2,5 com ácido fosfórico, combinada à adsorção em carvão vegetal ativado (1,0% p/v, 100rpm, 30 min. a 60°C); e floculação por polímero vegetal (15% p/v, 200rpm, 15min. a 25°C). Avaliação da eficácia destes procedimentos foi feita quanto à remoção de tóxicos e à fermentabilidade do hidrolisado, avaliada pela bioconversão de xilose em xilitol empregando a levedura Candida guiliermondii. De acordo com os resultados, a alteração de pH combinada à adsorção com carvão ativo propiciou maior remoção de compostos fenólicos (80%), com consequente favorecimento dos parâmetros fermentativos rendimento (YP/S=0,78g/g) e produtividade (QP=0,48g/L.h) de xilitol, enquanto a utilização de polímero levou à maior perda dos íons cromo e ferro (superior a 90%), além de níquel. Pela avaliação das atividades das enzimas xilose redutase (XR) e xilitol desidrogenase (XD), responsáveis pelos passos iniciais da bioconversão de xilose em xilitol, pode-se constatar que não há uma correlação entre as suas máximas atividades e a condição de maior remoção de tóxicos e máximos parâmetros fermentativos. Isto pode ser constatado pelo fato de que a máxima atividade da XR (0,446 U/mgprot) foi obtida no experimento controle no qual o hidrolisado foi submetido apenas ao ajuste de pH para a fermentação (pH=5,5) enquanto para a XD esta foi máxima (0,565 U/mgprot) com a utilização do polímero vegetal. / The increasing search for ethanol fuel in order to reduce the dependence and to promote the substitution of fossil fuels will contribute to higher accumulation of sugarcane bagasse in the environment. This biomass that in Brazil is a by-product of the sugar-alcohol mills, although it has been used for the generation of energy in the sugar and alcohol production, can also be used as alternative for obtainment of xylitol, contributing to bring economical advantages for sugar-alcohol mills. In this sense, researches has been performed for the biotechnological use of sugarcane bagasse for the production of xylitol, a polyol with peculiar characteristics like its sweetener power similar to that of saccharose, non-cariogenic and indicated for diabetics and obese people, as well in the treatment of respiratory diseases and in the osteoporosis prevention. Its commercial production occurs by chemical catalysis of the xylose from the rich-xylan lignocellulosic materials, which has high cost. For the biotechnological xylitol production from these materials, initially the polymeric matrix deconstruction is necessary for separation of their main fractions: the cellulose, hemicellulose and lignin. In the case of xylitol, the fraction of interest is the hemicellulose due to be constituted mainly of pentose xylose, substrate for this bioprocess. The diluted acid hydrolysis has been commonly used in the researches for the obtainment of rich-xylose hemicellulosic hydrolysates. However, in this bioprocess there is also the release/formation of toxic compounds to the microorganisms, inhibitors of enzymatic activities like phenolics, organic acids, furfural, hidroxymethilfurfural, besides metallic ions. In the present work, two detoxification methodologies for sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate were used: increase of pH to 7,0 with calcium oxide, followed by the decrease to 2,5 with phosphoric acid combined with the active charcoal adsorption (1,0% w/v, 100rpm, 30min, 60°C); and vegetal polymer flocculation (15% w/v, 200rpm, 15min, 25ºC). The efficiency of these procedures was evaluated by the toxics removal analysis and the xylose-into-xylitol bioconversion using Candida guilliermondii yeast. According to the results, the pH alteration combined with the active charcoal adsorption provided higher phenolic compounds removal (80%) with consequent enhance of the fermentative parameters, yield (YP/S = 0,78g/g) and volumetric productivity (QP=0,48g/L.h) of xylitol, while vegetal polymer provide the greatest loss of ions chrome and iron (higher than 90%), beyond zinc. Evaluating the activities of the enzymes xylose reductase (XR) and xylitol dehydrogenase (XD), responsible for the initial steps of the xylose-into-xylitol bioconversion, it can be verified that there is not a correlation between their maximum activities and the condition of higher toxics removal and maximum fermentative parameters. This can be proved by the fact of the XR maximum activity (0,446 U/mgprot) was obtained in the control experiment, in which the hydrolysate was submitted only to pH adjustment for the fermentation (pH=5,5), while for XD this activity was maximum (0,565 U/mgprot) with use of vegetal polymer.

Submitted by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-03T18:19:16Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vânia Beatriz Lopes Moura - 2010.pdf: 929596 bytes, checksum: 432fcdfb3a382e721d28d0a4c6c4642d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Silva (jtas29@gmail.com) on 2014-10-03T20:38:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vânia Beatriz Lopes Moura - 2010.pdf: 929596 bytes, checksum: 432fcdfb3a382e721d28d0a4c6c4642d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-10-03T20:38:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Vânia Beatriz Lopes Moura - 2010.pdf: 929596 bytes, checksum: 432fcdfb3a382e721d28d0a4c6c4642d (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-04-30 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The role of arginase on experimental cysticercosis induced by Taenia crassiceps Murine infection by Taenia crassiceps cysticerci is used as an experimental model for human and animal cysticercosis. In this infection parasites can be found inside an inflammatory infiltrated enriched with macrophages. These macrophages can be divided in alternatively activated, that express high amount of the arginase enzyme and classically activated (CMø) that express high amount of induced nitric oxide sintase enzyme (iNOS). Arginase uses the substrate L-arginine to produce ornithine favoring the cellular proliferation and collagen synthesis. The iNOS uses the same substrate to synthesize nitric oxide (NO), which is a highly microbicide compound responsible for the cysticerci control. To observe if there is an association between macrophages expressing arginase and an increase of the susceptibility to T. crassiceps, BALB/c mice were infected IP with 10 cysticerci and followed up by 84 days. It was measured the number and stages of the cysticerci, profile of systemic cytokines, profile of the macrophages in inflamed tissue and collagen deposition over the peritoneum. Besides, infected mice were treated with arginase inhibitor or L-arginine and followed up by 56 days. The parasitic load was observed, which increased significantly after the 30th day. At the end of experimental period number of cysticerci was 1022 (±230). The serum interferon- (IFN-) of infected animals was higher than controls at the 28th day after infection and IL-4 at the 42th day. Macrophages were the major cells observed at the infected site, and the polimorphonuclear cells (PMN) picked at the 14th day after the infection, returning to the normal values at the 42th day. Cells carrying the marker CD301, present on AAMø, and high arginase activity increased in the early phase after infection. The presence of collagen in the peritoneum of infected animals decreased until 14th day after the infection, however, in the latest phases the collagen increases and become superior to the control. The treatment with the arginase inhibitor or L-arginine did not alter the profile of the infection; however the arginase inhibitor inhibited the deposition of collagen in the peritoneum. These results suggest that the enzyme arginase does not interfere with the control of the cysticerci during experimental infection with T. crassiceps cysticerci, but it is important for the formation of fibrosis in cysticercosis. / A infecção murina por cisticercos de Taenia crassiceps vem sendo utilizada como um modelo experimental para estudo da cisticercose humana e animal. Nesta infecção encontram-se parasitos presentes em um infiltrado inflamatório rico em macrófagos. Estes macrófagos podem ser divididos em alternativamente ativados (AAMØ), que expressam uma grande quantidade da enzima arginase ou classicamente ativados (CMØ,) que expressam uma grande quantidade da enzima óxido nítrico sintase induzida (iNOS). A arginase utiliza o substrato L-arginina para produção de ornitina, favorecendo a proliferação celular e a síntese de colágeno. A iNOS utiliza o mesmo substrato para síntese de óxido nítrico (NO) que é um gás microbicida responsável pelo controle dos cisticercos. Para observar se há uma associação entre a presença de macrófagos expressando arginase com aumento da susceptibilidade à infecção por T. crassiceps, camundongos BALB/c foram infectados IP com 10 cisticercos e acompanhados diariamente por 84 dias. Foi avaliado o número dos cisticercos, o perfil sistêmico de citocinas, o perfil dos macrófagos do infiltrado e a deposição de colágeno no peritônio ao longo da infecção. Adicionalmente, os camundongos infectados foram tratados com inibidor de arginase ou com L-arginina. A carga parasitária aumentou significativamente após o 30º dia, atingindo 1022 (±230) cisticercos no final do período experimental. O interferon γ (IFNγ) sérico dos animais infectados foi superior ao dos controles no 28o dia após a infecção e a IL-4 no 42o dia. Os macrófagos foram predominantes durante todo período experimental e os polimorfonucleares (PMN) apresentaram um pico no 14o dia após a infecção, retornando aos valores normais no 42o dia. Células portando o marcador CD301 presente em AAMø e com alta atividade da enzima arginase aumentaram nas duas primeiras semanas após a infecção mantendo-se alta por todo período experimental. A presença de colágeno no peritônio dos animais infectados diminuiu até 14o dia após a infecção, porém, nas fases mais tardias o colágeno aumentou tornando-se superior ao dos controles. O tratamento com o inibidor da arginase ou L-arginina não alterou o perfil da infecção, porém, o inibidor de arginase inibiu a deposição de colágeno no peritônio. Estes resultados sugerem que a enzima arginase não interfere no controle dos cisticercos durante a infecção experimental por cisticercos de T. crassiceps, mas ela é importante na formação de fibrose característica da cisticercose.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Edneia Santos Oliveira Lourenco.pdf: 5280645 bytes, checksum: bb2af8a91bbf46aad38c5e7d4f97076d (MD5) Previous issue date: 2006-07-13 / This research had as objective to evaluate the efficiency of the reactive means in the removal of aromatical hydrocarbons BTEX (Benzene, Toluene, Etil Benzene and Xylenes) in the ground, coming of leak of gasoline, either in fuel stations or underground tanks, and to explain the physico-chemical mechanisms that occuring on the system. The experiment was carried in laboratorial scale, in two types of permeable reactive barriers (PRB), called of AS (H2O2 + soil ) and ACA (H2O2 + activated coal) with the purpose to reduce the BTEX concentration through oxidation reaction or activated coal adsorption. For analysis of the efficiency of the barriers the BTEX concentrations in the sample of the gasoline when entering in the PRB and of the percolate in times of retention pre-established of 24, 36, 48, 60, 72 and 84 hours, using gas chromatography. The gotten results had shown that the two reactive barriers had reduced the BTEX concentration, being the ACA barrier the most efficient one. The effect has been attributed to the activated coal, which accomplishes the BTEX natural adsorption due to similarity in the polarity of its molecule with the BTEX composites, and still it acts as catalyst improving the oxidant action of hydrogen peroxide. The process, beyond to be efficient in the reduction of the BTEX concentrations, presents low cost and the advantage of the activated coal be regenerated. / Esta pesquisa teve como objetivo avaliar a eficiência dos meios reativos na remoção de hidrocarbonetos aromáticos BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos) no solo, provenientes de vazamento de gasolina, seja em postos de combustíveis ou em tanques subterrâneos e explicar os mecanismos físico-químicos que ocorrem no sistema. O experimento foi realizado em escala laboratorial, em dois tipos de barreiras reativas permeáveis (BRP), denominadas de AS (H2O2+ solo) e de ACA (H2O2 + carvão ativado) com a finalidade de reduzir a concentração dos BTEX por meio de reação de oxidação ou por adsorção do carvão ativado. Para análise da eficiência das barreiras foram determinadas as concentrações dos BTEX presentes na amostra da gasolina ao entrar na BRP e do percolado em tempos de retenção pré-estabelecidos de 24, 36, 48, 60, 72 e 84 horas, utilizando cromatografia gasosa. Os resultados obtidos mostraram que as duas barreiras reativas reduziram as concentrações dos BTEX, sendo a barreira ACA a mais eficiente. O efeito foi atribuído ao carvão ativado, que realiza a adsorção natural dos BTEX, devido à semelhança na polaridade de sua molécula com os compostos BTEX, além de atuar como catalisador melhorando a ação oxidante do peróxido de hidrogênio. O processo, além de ser eficiente na redução das concentrações dos BTEX, apresenta baixo custo e o carvão ativado pode ser regenerado.

Esta tese aborda a utilização de um filme fino nanoestruturado de dendrímero-Pt, eletroquimicamente ativado, no estudo da eletroquímica do citocromo C. O objetivo do estudo de proteínas redox em eletrodos é elucidar os mecanismos de transferência de elétrons das proteínas que estão envolvidas em processos redox biológicos, como a fotossíntese e a cadeia respiratória, e a exploração de enzimas redox para o desenvolvimento de biossensores eletroquímicos, células de biocombustíveis e aplicações em nanotecnologia. Antecedendo o processo de imobilização de biomoléculas, é preciso desenvolver eletrodos que facilitem transferências eletrônicas e não interfiram nas propriedades biológicas das biomoléculas a serem imobilizadas. Esta meta tem guiado pesquisadores na busca de um sistema ideal. Nesta busca, sistemas baseados em eletrodos modificados com materiais nanoestruturados (MNEs) têm sido aplicados. Nesta tese, para a obtenção dos eletrodos modificados com o hibrido dendrímero-Pt, primeiramente, foram sintetizadas as nanopartículas de Pt (NPsPt) encapsuladas no dendrímero poli(amidoamina) (PAMAM) pela redução química dos íons Pt encapsulados nas cavidades do PAMAM. A reação de complexação foi acompanhada por espectroscopia de absorção na região do UV-Vis (UV-Vis) e o encapsulamento foi investigado por espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier. As NPsPt encapsuladas em PAMAM (PAMAM-Pt) foram caracterizadas por microscopia eletrônica de transmissão. O híbrido PAMAM-Pt foi utilizado na obtenção de filmes automontados layer-by-layer sobre substrato de ITO. O tempo que o eletrodo deve ficar imerso na suspensão de PAMAM-Pt para que se forme uma camada e o número de camadas de PAMAM-Pt, intercaladas com camadas do poliânion poli(ácidovinilsulfônico), imobilizadas sobre o eletrodo de ITO, foram monitorados e determinados por voltametria cíclica (CV) e UV-Vis. Pela observação dos dados experimentais obtidos durante o processo de determinação do tempo de imersão e número de camadas, e levando-se em conta a importancia da obtenção de NPsPt com sítios eletrocatalíticos disponíveis para estudos e aplicações eletroquímicas, foi realizado um estudo sobre a ativação do eletrodo ITO/PAMAM-Pt por tratamento eletroquímico. A influencia deste tratamento na resposta eletroquímica dos eletrodos ITO/(PAMAM-Pt)n, para a reação de oxidação do hidrogênio adsorvido, foi investigada por CV e espectroscopia de impedância eletroquímica. O eletrodo ITO/PAMAM-Pt ativado eletroquimicamente foi utilizado nos estudos da eletroquímica do citocromo C (CytC) e o valor da constante de transferência de carga (ks) obtida pelo método de Laviron, foi 5,7 s-1, indicando que este eletrodo atua como um excelente dispositivo para a imobilização do CytC com excelente transferência de elétrons. A principal contribuição desta tese foi mostrar que, mediante tratamento eletroquímico, pode-se ativar e melhorar o desempenho de eletrodos modificados com membranas eletroativas de NPsPt encapsuladas em PAMAM. Também é possível obter eletrodos modificados com um filme nanoestruturado de PAMAM-Pt eletroquimicamente ativado, com excelente desempenho, economia de materiais, sem a necessidade de se produzir membranas com várias camadas e sem o uso de polieletrólitos que possam aumentar a resistência à transferência de elétrons e diminuir a eficiência do eletrodo. / This thesis discusses the use of a nanostructured thin film of dendrimer-Pt electrochemically activated, in the electrochemical study of cytochrome C. The objective of studying redox proteins at electrodes is to elucidate the mechanisms of electron transfer from the proteins that are involved in biological redox processes, such as photosynthesis and the respiratory chain, and the use of redox enzymes for the development of electrochemical biosensors, biofuel cells and applications in nanotechnology. Preceding the process of immobilization of biomolecules, it is necessary to develop electrodes that facilitate electronic transfers and which do not interfere with the biological properties of biomolecules to be immobilized. This goal has guided researchers in the search for an ideal system. In this quest, systems based on modified electrodes with nanostructured materials (MNEs) have been applied. In this thesis, platinum nanoparticles (NPsPt) encapsulated in the dendrimer poly(amidoamine) (PAMAM) by chemical reduction of ions Pt encapsulated in the cavities of PAMAM were synthesized to obtain the electrodes modified with hybrid dendrimer-Pt. The complexation reaction was monitored by absorption spectroscopy in the UV visible region (UV-Vis) and the encapsulation was investigated by Fourier transform infrared spectroscopy. The NPsPt encapsulated in PAMAM (PAMAM-Pt) were characterized by transmission electron microscopy. The hybrid PAMAM-Pt was used to obtain self-assembled films by layer-by-layer on ITO substrate. The time that the electrode must be immersed in the suspension of PAMAM-Pt for a layer to be formed, and the number of layers of PAMAM-Pt interspersed with layers of polyanion poly(vinylsulfoniacid) immobilized on the ITO electrode were monitored and determined by cyclic voltammetry (CV) and UV-Vis. By observing the experimental data obtained during the process of determining the immersion time and number of layers, and taking into account the importance of obtaining NPsPt with electrocatalytic sites available for studies and electrochemical applications, a study was conducted on the activation of the electrode ITO/PAMAM-Pt by electrochemical treatment. The influence of this treatment on the electrochemical response of electrodes ITO/(Pt-PAMAM)n, for the oxidation of adsorbed hydrogen, was investigated by CV and electrochemical impedance spectroscopy. The electrode ITO/PAMAM-Pt electrochemically activated was used in the electrochemical studies of cytochrome C (CytC) and the value of the electron transfer constant (ks), obtained by the method of Laviron, was 5.7 s-1, indicating that this electrode acts as an excellent device for immobilizing the CytC with excellent electron transfer. The main contribution of this thesis was to show that, upon electrochemical treatment, it is possible to activate and improve the performance of electrodes modified with electroactive membranes of NPsPt encapsulated in PAMAM. It is also possible to obtain modified electrodes with a nanostructured film PAMAM-Pt electrochemically activated with excellent performance, economy of materials, without the need to produce membranes with several layers and without the use of polyelectrolytes that may increase resistance to electron transfer and decrease the efficiency of the electrode.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-07-17T12:02:09Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SimulacaoComputacionalAdsorcao.pdf: 2251502 bytes, checksum: 2c1a9d3275c9e5676547c44f854c17fc (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-09-10T12:32:56Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SimulacaoComputacionalAdsorcao.pdf: 2251502 bytes, checksum: 2c1a9d3275c9e5676547c44f854c17fc (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-10T12:32:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_SimulacaoComputacionalAdsorcao.pdf: 2251502 bytes, checksum: 2c1a9d3275c9e5676547c44f854c17fc (MD5) Previous issue date: 2014 / Os maiores problemas de contaminação de aquíferos e solos são atribuídos aos hidrocarbonetos monoaromáticos, que são os constituintes mais solúveis e mais móveis da fração de algumas substâncias, como por exemplo, da gasolina. Para a remoção destes contaminantes, a adsorção por carvão ativado é o método mais utilizado, pois o carvão apresenta uma habilidade significativa para adsorver componentes orgânicos de baixo peso molecular, como o benzeno, o tolueno e o p-xileno. Neste trabalho, verificou-se a adsorção dos mesmos sobre carvão ativado via simulação computacional. Como base, utilizou-se o modelo postulado de carvão preparado por Bourke et al. (2007). Várias etapas foram concluídas desde os modelos das estruturas do carvão e dos poluentes até as simulações de dinâmica molecular. Para a análise conformacional da estrutura do carvão, foi utilizado o método semi-empírico PM3 e para o processo de dinâmica, o campo de força AMBER FF99SB. A estrutura passou por um aquecimento, à pressão constante, até alcançar uma temperatura final de 298K (25ºC), sendo suas informações coletadas a cada 50ps. Posteriormente, a estrutura foi submetida a equilíbrio de sistema, à temperatura constante de 298K (25ºC), por 500ps para então suas informações serem analisadas. Por fim, o sistema foi então submetido à dinâmica molecular durante 15 ns. Após análise dos resultados, constatou-se que os grupos éter, lactona e carbonila (cetona) presentes na estrutura de carvão ativado conferem caráter ácido à mesma e devido a isto e à sua consequente carga superficial negativa, a adsorção tornou-se viável uma vez que os poluentes apresentavam carga superficial positiva, o que corrobora o entendimento que já se tem a respeito desse tipo de fenômeno. / The greatest problems of groundwater and soil contamination are assigned to monoaromatic hydrocarbons which are the most soluble and the most mobile constituents of the fraction of certain substances, such as gasoline. To remove these contaminants, adsorption by activated carbon is the most widely used method, for it presents a significant ability to adsorb organic low molecular weight components, such as benzene, toluene and p-xylene. In this work, we verified the adsorption on activated carbon thereof via computer simulation. As base, we used the postulated model of charcoal prepared by Bourke et al. (2007). Several steps have been completed since the design of the structures of carbon and pollutants to the molecular dynamics phase. For the conformational analysis of the coal’s structure, it was used the semi-empirical method PM3 and for the molecular dynamics technique, the AMBER force field FF99SB. The structure went through a heating at constant pressure until it reaches a final temperature of 298K (25ºC), being its information collected every 50 ps. Subsequently, the structure was submited to equilibrium system at a constant temperature of 298K (25ºC) for 500ps for its information can be analyzed. Finally, the system was then submited to molecular dynamics during 30ns. After analyzing the results, it was found that the ether, lactone and carbonyl (ketone) groups present in the structure of activated carbon provide to it acid feature and because of this and its consequent negative surface charge, adsorption has become viable once the pollutants had positive surface charge, which supports the view that is already known about this type of phenomenon.