Orientador : Nelson Duran / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:10:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nogueira_RaquelFernandesPupo_M.pdf: 2151190 bytes, checksum: a5ea982ac210fa9bd30e41fdf61e90eb (MD5) Previous issue date: 1990 / Mestrado

Orientador : Nelson Duran / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-13T23:06:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RodriguezGutierrez_JaimePatricio_D.pdf: 4588366 bytes, checksum: 1b54536b0c6debce4e9f524c6a415eff (MD5) Previous issue date: 1990 / Doutorado

Orientador: Eleni Gomes / Banca: Adalberto Pessoa Junior / Banca: Marcelo Campos / Banca: Janaína Rigonato / Banca: Fernando Alves de Melo / Resumo: Este documento foi organizado em dois capítulos. O Capítulo I é um artigo de revisão intitulado "Metabolic Pathways for Aromatic Compounds Degradation by Bacteria", no qual são descritas as fontes naturais e antrópicas dos hidrocarbonetos aromáticos e suas características químicas. Relacionaram-se os fatores ambientais que afetam a degradação aeróbia e anaeróbia desses compostos por bactérias e os principais compostos intermediários produzidos. É descrita passo a passo a sequência de preparação e desaromatização do anel benzênico e os compostos finais dessa degradação. O artigo foi publicado no volume 237 da série Reviews of Environmental Contamination and Toxicology em janeiro de 2016 (Springer http://dx.doi.org/10.1007/978-3-319-23573-8_5). O Capítulo II contém os resultados da pesquisa desenvolvida. O objetivo geral foi isolar cepas bacterianas de amostras de solo e avaliar o potencial degradador de fenol e outros hidrocarbonetos aromáticos. Foram realizadas coletas de amostras de solo de cinco postos de combustíveis, para a seleção das cepas bacterianas e para análises químicas e granulométricas. Alíquotas das amostras de solo foram transferidas para meio de cultura seletivo contendo querosene como única fonte de carbono. Testes morfológicos e bioquímicos indicaram que as cepas isoladas são Gram negativas, móveis, catalase positivas, produtoras de cápsula e de biossurfactantes. O sequenciamento do gene 16S rRNA mostrou 99 a 100% de similaridade com o gênero Pseudomonas sp. Todas as cepas degradaram o fenol em concentração de 120 mg L-1 em menos de 24 horas. Testes da atividade enzimática mostraram que algumas das cepas expressaram a catecol 1,2-dioxigenase que catalisa a orto-clivagem do anel benzênico e outras expressaram a catecol 2,3 dioxigenase da meta-clivagem do anel aromático. Uma cepa não apresentou atividade para nenhuma... / Abstract: This document is organized in two chapters. The Chapter I is a review paper entitled "Metabolic Pathways for Aromatic Compounds Degradation by Bacteria" in which are described natural and anthropogenic sources of aromatic hydrocarbons and their chemical characteristics. There are listed environmental factors that affect the aerobic and anaerobic degradation by bacteria and the central intermediates yielded. It is described step to step of sequence of preparation and dearomatization of benzene ring and the final metabolites of breakdown. The manuscript was publicated in the volume 237 of Reviews of Environmental Contamination and Toxicology in January of 2016 (Springer http://dx.doi.org/10.1007/978-3- 319-23573-8_5). Chapter II has the results of developed research. The general objective was to isolate bacterial strains from samples of soil and to evaluate the potential of them for breakdown hydrocarbons. Soil samples from five gas stations were collected to isolate the bacterial strains and chemical and granulometric analysis was made. Aliquots of the soil samples were cultured with selective media with kerosene as only carbon and energy sources. Morphological and biochemical tests showed that bacterial strains were Gram negatives, motile, positive catalase, capsule-producers and biosurfactant producers. The sequencing of 16S rRNA gene showed 99 to 100% similarity with Pseudomonas sp genera. All bacterial strains were able to degrade phenol 120 mg L-1 in less than 24 hours. Tests of enzymatic activity showed that some bacteria expressed the catecol 1,2-dioxygenase that catalyze ortoclivage of benzene ring, others showed activity for the catecol 2,3-dioxygenase that catalyze the meta-cleavage of the ring. One strain did not show activity for any of these enzymes and one strain had activity for both. All strains were able to growth with fenantrene, fluoranthene and pyrene / Doutor

Orientador: Antonio Ludovico Beraldo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Agrícola / Made available in DSpace on 2018-08-18T21:29:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_RodolfoGomesda_M.pdf: 6103773 bytes, checksum: 67c3dbb9306dc2536b81c5cacff6876c (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A concentração da população mundial em grandes centros urbanos gera uma imensa demanda por madeira, o que tem levado à devastação das florestas tropicais, causando a extinção de várias espécies. O bambu é uma alternativa à madeira convencionalmente utilizada na movelaria, na construção, na produção de energia, na fabricação de papel e celulose e em outras atividades industriais. Apesar das numerosas vantagens econômicas e ambientais do bambu, seu uso esbarra na limitada durabilidade natural da maioria das espécies. A deterioração do bambu, causada por agentes físicos, químicos e biológicos, faz com que esse vegetal seja considerado um material de baixa qualidade, criando a falsa ideia de que o bambu somente deveria ser usado quando da falta de materiais mais apropriados para determinados fins. Os principais agentes deterioradores do bambu são os fungos e os insetos, dentre os quais se destaca a broca do bambu. A proteção do bambu pode ser feita por meio do uso de diversos produtos dentre os quais se destaca o ácido pirolenhoso, obtido a partir da pirólise de madeira e de outros materiais vegetais. No presente trabalho, buscou-se avaliar a eficácia do tratamento aplicado a taliscas de bambu por cozimento em ácido pirolenhoso em três diferentes diluições (10, 20 e 30%) durante cinco intervalos de tempo (15, 30, 60, 120 e 180 minutos), buscandose a sua proteção contra a deterioração pela broca do bambu, avaliando-se o dano nas taliscas de bambu através das variações na massa e na velocidade do pulso ultrassônico (VPU) através dessas taliscas. Os experimentos de deterioração foram realizados durante 20 semanas. Os dados foram sujeitos a testes de correlação e interações entre as variáveis. O teste T pareado indicou haver diferença significativa entre as medidas de VPU e massa no início e depois de 20 semanas de ensaio. Em média, a VPU diminuiu e a massa aumentou, resultado este influenciado pela variação de umidade no período. Buscou-se, ainda, determinar a porcentagem de fibras em relação aos outros tecidos por meio de análise de imagens de cortes transversais dos corpos de prova. Por fim, buscou-se estabelecer um método eficiente de criação de Dinoderus minutus para ensaios de deterioração do bambu / Abstract: The concentration of worldwide population in large urban centers creates huge demand for timber, which can lead to devastation of the rainforest, resulting in the extinction of several species. Bamboo is an alternative to wood commonly used on furniture, building, power generation, pulp and paper and other industrial purposes. Despite its many economic and environmental advantages, the bamboo utilization is hampered by the low natural durability of most species. The bamboo deterioration by physical, chemical and biological agents, makes it to be considered a low quality material, creating the misconception that it should only be used in the abscence of appropriate materials for certain purposes. The major spoilage agents on the bamboo are the fungi and insects, among which stands out the powder-post beetle. The bamboo protection can be done through the use of various protective agents such as the pyroligneous acid, obtained by pyrolysis of wood and other plant materials. This study aimed to evaluate the efficacy of the treatment applied to bamboo splits cooked in pyroligneous acid at three different solutions (10, 20 and 30%) over five time intervals (15, 30, 60, 120 and 180 minutes) searching for the protection against the deterioration of the powder-post beetle by measuring the variation of the mass and the ultrasonic pulse velocity (UPV) across the strips. The deterioration assays were performed during 20 weeks. The data were subjected to correlation and interaction between variables tests. The two-sample pooled t-test indicated significant differences between the measures of UPV and mass at starting and after 20 weeks testing. On average, the UPV decreased and increased mass, a result influenced by the increasing relative moisture. The study also aimed to determine the fiber content by image analysis of transverse sections of the bamboo splits. Finally, the study sought to establish an efficient method of creating Dinoderus minutus for bamboo deterioration tests / Mestrado / Construções Rurais e Ambiencia / Mestre em Engenharia Agrícola

O presente trabalho visa o desenvolvimento de sistemas de liberação controlada de fertilizantes utilizando poli(hidroxibutirato) (PHB) como matriz, através de processamento no estado fundido. Foram preparados sistemas contendo PHB e fertilizantes do tipo NPK puro (5 e 10% em massa) e incorporado em nanopartículas de bentonita modificadas (m-Bent) (15 e 30% em massa). Os sistemas foram avaliados quanto a suas propriedades térmicas e dinâmico-mecânicas, e quanto à liberação dos compostos ativos e biodegradação. As propriedades dos materiais obtidos sofreram mudanças dependentes da espécie ativa estar livre ou incorporada na nanopartícula, o que se refletiu sobre a taxa de liberação destes compostos. Sistemas contendo m-Bent apresentaram uma manutenção das propriedades do polímero e alcançaram grande controle e diminuição nos níveis de compostos liberados, enquanto os sistemas contendo NPK puro geraram um decréscimo de propriedades com uma liberação mais rápida em relação ao sistema com m-Bent. Enquanto que o fertilizante puro libera todos os seus componentes em água em aproximadamente 24 horas, os sistemas contendo NPK e m-Bent liberam em 30 dias até 50% e 26% da quantidade de componentes. Além da liberação em solução, os sistemas apresentam degradação em solo com diminuição de até 77% de sua massa em 90 dias, liberando os componentes gradativamente na medida em que o polímero se fragmenta. / The aim of this work is to develop controlled release systems of fertilizers using poly(hydroxybutyrate) (PHB) as a matrix through melt processing. The systems were prepared with PHB and NPK fertilizers (5 to 10 wt %), or NPK incorporated in to modified nanoparticles of bentonite (m-Bent) (15 to 30 wt %). The systems were evaluated by its thermal and dynamic mechanical properties, and on the release of the active compounds and biodegradation. The properties of the materials were dependent on the active species to be free or incorporated into the nanoparticle, and this was reflected on the rate of release of these compounds. The systems containing m-Bent maintained the polymer properties and achieved a great control and a decrease in the levels of released compounds. The systems containing NPK presented a decrease of PHB properties with a faster release than the system containing m-Bent. While neat NPK releases all its components in water in approximately 24 hours, the systems containing NPK and m-Bent release 50% and 26% of components in 30 days. Besides this, the systems presents degradation in soil with a decrease of up to 77% of its mass in 90 days, thus gradually releasing components as the polymer is fragmented.

Trifluralina (a, a, a,trifluoro-2,6-dinitro-N, N-dipropil-p-toluidina) (TFL) é um herbicida pré-emergente, incorporado ao solo que tem sido usado na agricultura desde a década de sessenta; ele é moderadamente persistente em vários tipos de solos do Brasil. O objetivo deste estudo foi isolar - de um solo agrícola contaminado por quatro décadas - e caracterizar bactérias resistentes a TFL, determinar suas habilidades em degradar a TFL, investigar a presença de gens degardadores que possam estar envolvidos na degradação da TFL e propor um método de ensino teórico prático sobre a biodegradação, para cursos de graduação. Oito bactérias foram isoladas, pela técnica de subculturas repetidas em meio contendo TFL como única fonte de carbono, e identificadas, pelo método bioquímico e seqüenciamento do rDNA 16S como Klebsiella oxytoca, Herbaspirillum seropedicae, 3 strains of Bacillus simplex, 2 de Pseudomonas montelli e uma outra Pseudomonas sp. Uma terceira bactéria (iaolado #9), não identificada, que crescia ao redor de cristais de TFL em meio sólido, foi isolada; esta é uma técnica nova que poderá ser útil no isolamento de bactérias que são resistentes a outros compostos pouco solúveis em água. Todas as bactérias isoladas foram submetidas ao teste de biodegradação, em um meio contendo sais minerais, 0,1% succinato, 0,1 % de extrato de leveduras e 50 mg. L-1 de TFL Cinco bactérias reduziram a concentração de TFL no meio, após trinta dias de incubação: Klebsiella oxytoca (24,6 %), Herbaspirillum seropedicae (16,4 %), Bacillus simplex 2 (25.0 %), Bacillus simplex 3 (16.0 %) e isolado 9 (21.0 %). Uma bactéria conhecida como degradadora da TFL, Brevundimonas diminuta (NCIMB 10329) degradou a TFL, neste meio, de maneira semelhantes ao das bactérias isoladas. Os DNAs extraídos das quatro bactérias identificadas degradadoras da TFL, foram sondados para os gens catbólicos ndoB, todC, xylX, catA e xylE, os quais codificam as enzimas naftaleno 1,2-dioxigenase, toluene dioxigenase, toluate 1,2-dioxigenase, catecol 1,2-dioxigenase e catecol 2,3-dioxigenase, respectivamente. Técnicas de PCR e hibridização demonstraram que os DNAs de todas estas quatro bactérias foram fortemente hibridizadas para o gen ndoB, contudo, usando a técnica de ¨zonas claras¨, observou-se que nenhuma delas degradou naftaleno. Estes resultados indicam a presença de gens dioxigenases, nestas bactérias degradadoras da TFL, que poderiam estar transformando a TFL como substrato principal, ou como cometabolismo. O conhecimento sobre processos de biodegradação é necessário para os graduados dos cursos de agronomia, química, biologia, tecnologia de alimentos, etc. Neste trabalho, também, propomos o estudo teórico e prático da compostagem o qual estimula o interesse dos estudantes em aprender sobre o metabolismo envolvido neste, e em outros, processos biotecnológicos.

A fotofuncionalização de superfícies poliméricas é um método simples, prático, de baixo custo e complexidade experimental que possibilita obter superfícies poliméricas com controle das propriedades superficiais dependendo do tipo de tratamento aplicado. As superfícies obtidas são estáveis e livres de contaminantes (resíduos de reagentes ou solventes), o que é de grande importância para aplicações biotecnológicas. Neste trabalho, filmes de polissulfona (PSU), polihidróxibutirato (PHB) e poliuretana (PU) foram caracterizados e funcionalizados com radiação UV em presença de uma atmosfera reativa (O2) para melhorar a sua molhabilidade, adesão e crescimento celular. As superfícies obtidas foram caracterizadas e submetidas a testes para avaliação para a aplicabilidade do método de fotofuncionalização em dois focos diferenciados da biotecnologia: engenharia de tecidos e biodegradação de materiais poliméricos. Resultados das técnicas de análise de superfícies mostraram a conversão eficaz das superfícies de polímeros hidrofóbicos para hidrófílicos com enxerto de novos grupos funcionais oxidados durante os tratamentos fotoquímicos. Alguns dos filmes tratados mostraram um maior número de células tronco mezenquimais aderidas em comparação com os filmes não tratados e este número é comparável com o número de células aderidas no grupo de controle. Os resultados demonstraram que a resposta de células não depende apenas da hidrofilicidade, mas também das alterações na química da superfície, que ocorrem como resultado do tratamento com radiação UV na presença de oxigênio. Melhor adesão e crescimento celular nos substratos políméricos modificados pela presente metodologia fotofuncionalização confirmam a biocompatibilidade das superfícies tratadas. O mesmo método de funcionalização da superfície foi usada como passo inicial para atingir a degradação controlada de PHB, PSU e PU filmes por fungo entomopatogênico. As superfícies tratadas foram investigados por meio de técnicas de análise de superfície (WCA, FTIR–ATR, XPS, NEXAFS, GPC, Microscopia Óptica, MEV, Gravimetria e Tof-SIMS). Após os tratamentos, foram detectados novos grupos oxigenados em novos ambientes químicos sobre a superfície de polímeros. A atmosfera oxidante não permitiu a formação de ligações C=C, indicando que reações de fotodegradação são suprimidas durante/pelos tratamentos, resultando em enxerto de oxigênio nas cadeias de polímeros. Quanto maior a hidrofilicidade e a concentração de grupos funcionais oxigenados na superfície dos filmes tratadas melhor a biodegradação dos filmes. Observou-se um claro aumento no crescimento deste fungo quando grupos oxigenados foram enxertados na maior parte das superfícies de polímeros. Esta metodologia simples pode ser utilizada para melhorar e controlar a taxa de degradação de polímeros em aplicações que requerem uma taxa de degradação controlável, ou, no manejo de resíduos de materiais poliméricos. / The photofunctionalization of polymer surfaces is a simple, practical, low cost and experimental complexity, and enables to obtain polymer surfaces with controlled chemical selectivity and surface properties depending on the type the treatment applied. The surfaces obtained are stable and free from contaminants (residues of reactants or solvents), very important characteristic for material applied in biotechnological applications. The surface of Polihidroxibutirate (PHB), Polysulfone (PSU) and Polyurethane (PU) films were treated with ultraviolet radiation (UV) in the presence of oxygen to improve their wettability, adhesion and cell spreading properties. Surface analysis results illustrated the effective conversion of the polymers surfaces from hydrophobic to hydrophilic with grafting of new oxidized functional groups during the photochemical treatments. Some of treated films showed a larger number of adhered mezenquimal stem cells compared to the untreated films and that number of adhered cells was comparable to the number of adhered cells in the control group. The results showed that the cell response does not only depend on the hydrophilicity but on the chemical surface alterations which occur as a result of UV-assisted treatment in the presence of oxygen. Better cell adhesion, spreading and growing on the polymers substrates modified by the present fottofunctionalization methodology confirmed the biocompatibility of the treated surfaces. The same method of surface functionalization was used as initial step to achieve controlled degradation of PHB, PSU and PU films by entomopathogenic fungi. Treated surfaces were investigated by surface analysis techniques (WCA, FTIR-ATR, XPS, NEXAFS, GPC, Optical Microscopy, SEM, Gravimetry, and Tof-SIMS). After the UV-assisted treatments, new carbonyl groups in new chemical environments were detected on the polymers surface. The oxidizing atmosphere did not allow the formation of C=C bonds, indicating photodegradation reactions are suppressed during or by the treatments, resulting on oxygen grafting in the polymers chains. The higher hydrophilicity and concentration of oxygenated functional groups at the surface of the treated films possibly improved the biodegradation of the films. It was observed a clear increase in the growth of this fungus when oxygenated groups were grafted on the most part of polymers surfaces. This simple methodology can be used to improve and control the degradation rate of polymers films in applications that require a controllable degradation rate, or on waste manegement of polymeric materials.

A destinação final ambientalmente adequada dos resíduos sólidos industriais é necessária para evitar os problemas decorrentes. A disposição destes resíduos no solo pode ser recomendada, dado o seu potencial corretivo e fertilizante. Os objetivos deste estudo foram avaliar o efeito no solo e na planta da adição de doses de lodo de ETE de um aterro industrial. Foram desenvolvidos dois experimentos, sendo um em laboratório com frascos respirométricos e outro em casa de vegetação com vasos, analisando a mineralização de carbono, hidrólise do diacetato de fluoresceína (FDA), pH, condutividade e teores de macro e micro-nutrientes em solo e plantas. Os valores de carbono mineralizado aumentaram com o tempo de incubação em função da adição do lodo. A redução do FDA nas menores doses de lodo indica redução na atividade enzimática com a adição deste resíduos. O pH aumentou excessivamente nas maiores doses, em função do grande valor de neutralização do lodo estudado. A condutividade elétrica do solo aumentou com a aplicação do lodo. De forma geral, a dose de lodo que causou menores impactos aos micro-organismos e plantas foi a 2 Mg ha-1, apresentando pouca, ou nenhuma, diferença em relação aos tratamentos controle ou testemunha. A atividade microbiana aumentou com a aplicação de doses de lodo. A aplicação de lodo, em pequenas doses, não causou danos significativos às plantas e foram observados aumentos nos teores de macro-nutrientes no tecido. / The safety-environmentally disposal of industrial solid waste is required to prevent further problems. The disposal of these wastes in soils can be recommended due its liming and fertilizer potential effect. The objectives of this study were to evaluate the effect on soil and plant, the addition of ETP sludge doses from an industrial landfill. Two experiments were conducted in laboratory and in greenhouse, analyzing carbon mineralization, hydrolysis of fluorescein diacetate (FDA), pH, conductivity and concentration of macro and micro - nutrients in soil and plants. The amounts of mineralized carbon increased with the incubation time due to the addition of the sludge. Reducing the FDA in the lowest doses of sludge indicated microbial stress with the waste addition. The pH increased excessively in larger doses, due to the large sludge value of neutralization. The electrical conductivity showed linear behavior, but not reaching critical values at the doses tested. In general, the dose of sludge that caused minor impacts to plants and micro-organisms was the dose of 2 Mg ha-1, showing little or no difference compared to other treatments or control. Microbial activity increased with the application of sewage sludge doses. The application of sludge in small doses, did not cause significant damage to plantas and increased the the levels of macro-nutrients in the tissue.

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia de Materiais, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Prof. Doutor João Paulo Sousa e Graça S. Carvalho

Tese de doutoramento. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 1998