<p> This work focuses on the advanced physical analysis of stormwater sediments using laser diffraction particle size analyzer and scanning electron microscope and chemical characterization using neutron activation analysis. Since previous studies of sediments from stormwater ponds in the Greater Toronto Area indicated a marginal-to-significant level of pollution by most of the regulated heavy metals, the characteristics of the storm water sediment samples obtained in this study were compared to the sediment quality guidelines of the Ontario Ministry of the Environment. The images from optical microscope showed that the particles in the dried sediment were irregular, and the sizes of each particle vary greatly. Using scanning electron microscope, it was shown that two different structures of particles were present in the storm water sediment. It was also observed that the main compositions (above 1000ppm) of the dried sediment included, in descending order of concentration, Ca >AI> Fe> K > Mg > Na >Ti > Mn. The trace compositions (below 1000ppm) included, also in descending order of concentration, Cl > Zn > Ba > Sr > Cr > V > La > Nd > As > Br > Co > Sc > Th > Sb > Sm > Eu. The concentrations of regulated elements such as Cr, Fe Zn, As and Mn were above the lowest effect level, suggesting that treatment of stormwater sediment may be necessary. A preliminary stormwater sediment treatment experiment using thermal plasma technology was therefore conducted. After the thermal plasma treatment, the percentage of total organic carbon decreased and eight gas compounds including CO, COz, NO, NOz, NOx, SOz, H2S and CxHy emitted during the process. Enrichments of Mg, Cl and Na were observed in the treated sludge while the concentrations of K and Ca decreased. The potential of thermal plasma technology for the treatment of contaminated stormwater sediment was demonstrated. </p> / Thesis / Master of Applied Science (MASc)

<p>U okviru disertacije je ispitan hemijski sastav odabranih cijanobakterijskih sojeva roda Anabaena, Nostoc i Spirulina, kao i uticaj azota na sastav rodova Anabaena i Nostoc. U ispitivanim sojevima određen je sadržaj lipida, proteina, mineralnih materija, sastav i sadržaj lakoisparljivih jedinjenja, aminokiselina i masnih kiselina. U heksanskim i metanolno/vodenim ekstraktima sojeva određen je sadržaj ukupnih fenola, sastav i sadržaj<br />karotenoida i proteinskih pigmenata, kao i antioksidativni potencijal ekstrakata prema DPPH radikalu. Takođe, ispitan je antihiperlipidemijski potencijal roda Spirulina S2 u biolo&scaron;kom ogledu, pri čemu je određen nivo ukupnog holesterola, LDL i HDL čestica, izračunati su relevantni biohemijski markeri hiperlipidemije, kao i koncentracija ALS i AST u plazmi eksperimentalnih životinja. Određen je hemijski sastav fecesa eksperimentalnih životinja, kao i sadržaj holesterola i sastav i sadržaj žučnih kiselina u fecesu. Na bazi<br />hemijskog sastava ispitivanih sojeva cijanobakterija: visokog sadržaja proteina, izbalansiranog aminokiselinskog i masnokiselinskog sastava i visokog sadržaja karotenoida, može se zaključiti da oni imaju potencijal kao sirovine za unapređenje nutritivnog sastava prehrambenih proizvoda. Dokazana antihiperlipidemijska aktivnost soja S2 dodatno ga čini atraktivnim za razvoj proizvoda sa dodatom vredno&scaron;ću namenjenih osobama sa poremećajem u metabolizmu lipida. Rezultati na&scaron;ih ispitivanja su pokazali i da se na hemijskih sastav pojedinih sojeva može uticati putem promene sastave hranljive podloge &scaron;to svakako ostavlja prostora za buduća istraživanja.</p> / <p>In this thesis, the chemical composition of the selected strains of cyanobacteria belonging to Anabaena, Nostoc and Spirulina genus was determined. Influence of nitrogen addition on the chemical composition of Anabaena and Nostoc strains has also been investigated. Content of lipids, crude protein, and minerals, as well as composition and content of volatile organic compounds, amino acids, fatty acids was determined in the investigated strains. Total phenolic content and composition and content of carotenoids, protein pigments and antioxidative action toward DPPH radical was determined in the hexane and methanol/water extracts of the investigated strains. Antihyperlipidemic potential of the Spirulina S2 strain was investigated in a biological<br />assay, and content of total cholesterol, LDL and HDL was determined in plasma of the experimental animals, which allowed calculation of relevant biochemical parameters for hyperlipidemia. ALT and AST concentrations were also determined in the plasma of the experimental animals. Chemical composition, as well as content of cholesterol and composition and content of bile acids in the feces of the experimental animals was also<br />determined. Based on the determined chemical composition of the investigated cyanobacterial strains: high protein and carotenoid content, balanced amino acid and fatty acid profiles, it can be concluded that these strains have a potential as ingredients for improving nutritional characteristics of food products. Antihyperlipidemic activity shown by the tested strain S2 makes it attractive for creation of value-added food products intended for people with lipid disorders. The results of this research also show that manipulation of composition of the growing medium can influence the chemical composition of certain investigated strains, which makes it viable to conduct further research on this topic.</p>

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-05T15:45:54Z No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-05T15:46:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-12-05T15:46:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-05T15:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - João M. S. Lima.pdf: 3551790 bytes, checksum: 602e786b4a54ff5164341a8a64252e5b (MD5) Previous issue date: 2016-06-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biosurfactants are compounds produced by fungi and bacteriain different behavioral and environmental conditions, and can be used as an option for the bioremediation of environments contaminated by oil and its derivatives. The selection of fungi, endophytic and epiphytic bacteria, with potential biosurfactant activity, was evaluated through the following tests: Biodegradability using discoloration of 2,6 Dichloro Phenol Indophenol (DCPIP); oil drop-collapse; and emulsification, through surface tension evaluation with Du Nouy ring and the resulting production curve of the most promising microorganisms. Eight fungal samples were effective in the biodegradability test, since they promoted discoloration of indophenol in 24 and 48 hours: S31 Phoma sp, S36 Phoma sp, S24 Rhizopus oryzae, S46 Fusarium sp., S42 Fusarium sp., S32 Fusarium sp, S33 Fusarium sp. and S51 Fusarium sp. All of these fungal isolates produced laccase, pectinase, amylase and lipase. Of these, the S31 Phoma sp. isolate presented a diesel emulsion of 1.5 cm, or 52%, to reduce water surface tension from 72.43 mN/m to 51.03 mN/m. Among the bacteria selected, the M87 Microbacterium sp. isolate presented the best correlation between the tests. This isolate produced 3.0 g/L of biosurfactants, and the fractions promoted reduction of water surface tension below 40 mN/m. The best fraction (F1) was analyzed through FT-IR infrared UFLC-MS and 1H NMR which demonstrated the presence of compounds probably related to fatty acids, a type of non-ionic biosurfactant, that could be used in the cosmetic industry or as an emulsifier in bioremediation processes. No toxic activity was detected either in the bacterial lyophilized aqueous extract or the fungal aqueous extract. Further studies are required in order to: Promote the growth of these, pure or consortium, cultures; identify the best carbon source for the production of biosurfactants; and perform a more thorough chemical characterization of the different biosurfactants and bioemulsifiers from the fungi and bacteria selected. / Os biossurfactantes são compostos produzidos por fungos e bactérias em diferentes condições ambientais e comportamentais e podem ser usados como alternativa para a biorremediação de ambientes contaminados por petróleo e seus derivados. A seleção de fungos e bactérias endofíticas e epifíticas, com provável atividade biossurfactante, foi realizada por meio dos seguintes testes: biodegradabilidade, utilizando descoloração do 2,6 Dicloro Fenol Indofenol (DCPIP); colapso da gota de petróleo; emulsificação, avaliação da tensão superficial pelo método do anel de Du Noüy, e curva de produção dos micro-organismos mais promissores. Amostras fúngicas em um total de oito mostraram-se eficientes no teste de biodegradabilidade, pois promoveram a descoloração do indofenol em 24 e 48h, estas foram identificadas como: S31 Phoma sp., S36 Phoma sp., S24 Rhizopus oryzae, S46 Fusarium sp., S42 Fusarium sp., S32 Fusarium sp., S33 Fusarium sp. e S51 Fusarium sp. Destes, o isolado S31 Phoma sp. apresentou emulsão do diesel de 1,5 cm ou 52% com redução da tensão superficial da água de 72,43 mN/m para 51,03 mN/m, além disso, os oito fungos selecionados apresentaram atividade na produção de enzimas: lacase, pectinase, amilase e lipase. Dentre as bactérias, o isolado M87 Microbacterium sp., mostrou melhor correlação entre os testes realizados. Esse isolado produziu 3,0 g/L de biossurfactantes e suas frações promoveram a redução da tensão superficial da água abaixo de 40 mN/m. A melhor fração (F1) foi analisada por FT-IR infravermelho, UFLC-MS e RMN 1H. As diferentes técnicas mostraram a presença de compostos provavelmente relacionados a ácidos graxos, um tipo de biossurfactante não iônico que pode ser explorado futuramente na indústria de cosméticos ou como emulsificante em processos de biorremediação. O teste para avaliar a citotoxicidade do extrato liofilizado e aquoso da bactéria, e o de toxicidade do extrato aquoso do fungo, não mostraram atividade tóxica. Novos estudos fazem-se necessários no sentido de promover o crescimento dessas culturas, puras ou em consórcio; utilizando diferentes fontes de carbono com o intuito de identificar a melhor fonte para a produção de biossurfactantes, assim como aprofundar os estudos de caracterização química dos diferentes biossurfactantes e bioemulsificantes produzidos, tanto pelo fungo como pela bactéria selecionada.

O Brasil é considerado o país detentor da maior biodiversidade conciliando com a preservação da cultura das comunidades locais, esta tese trata da avaliação do potencial antimicrobiano e caracterização química dos compostos presentes nos extratos obtidos das palmeiras: Babaçu (Attalea speciosa), Buriti (Mauritia flexuosa) e Macaúba (Acrocomia aculeata). O início do trabalho começa com uma contextualização onde são colocados introdução geral, os principais objetivos e justificativa do trabalho bem como uma revisão bibliográfica. No artigo 1 foram realizados estudos das folhas das palmeiras e os extratos etanólicos obtidos não apresentaram atividade antimicrobiana significativa segundo o teste de disco-difusão para os micro-organismos testados. A abordagem fitoquímica desses extratos indicou a presença de grupos de substâncias importantes como: taninos, flavonóides, catequinas, esteróides, triterpenóides e saponinas. A cromatografia gasosa (GC-MS) confirmou a presença de terpenos e identificou a presença de ácidos graxos de importância econômica. No artigo 2 nos extratos etanólicos obtidos a partir da polpa e da casca dos frutos de Buriti (M. flexuosa) foram identificados através da cromatografia gasosa a presença de ácidos graxos saturados e insaturados. Esse fato justificou as atividades antimicrobianas realizadas por método de difusão em poço e microdiluição apresentando inibição frente as bactérias Enterococcus faecalis, Escherichia coli, Pseudomonas aeruginosa e Staphylococcus aureus que são patógenos humanos. Os resultados desse trabalho demonstraram que o extrato obtido da casca apresentou melhor inibição aos micro-organismos testados em concentrações menores do que o da polpa apresentando-se como candidato potencial na prospecção de novos fármacos. No artigo 3 fez-se o estudo dos extratos etanólicos obtidos a partir do fruto (amêndoa e polpa) e das inflorescências da palmeira Macaúba (A. aculeata). Os testes fitoquímicos indicaram a presença de ácidos orgânicos apenas nos extratos da polpa e da inflorescência sendo confirmado pelas análises de GC-MS. O extrato etanólico obtido a partir das flores foi o único que apresentou atividade antibacteriana pelo método de difusão em poço frente as cepas: E. faecalis, E. coli e S. aureus e no método de microdiluição apresentou inibição para: E. coli e S. aureus demonstrando ter potencial para uso como agente antibacteriano. Alguns resultados obtidos neste trabalho são inéditos visto que ainda não foram relatados na literatura. / Brazil is considered the country that own the highest biodiversity.This thesis deals with the evaluation of antimicrobial potential and chemical characterization of the compounds that are present in the extracts obtained from the following palm trees: Babaçu (Attalea speciosa), Buriti (Mauritia flexuosa) and Macaúba (Acrocomia aculeata), based on the conservation of biodiversity with the preservation of local communities cultural assets. In the contextualization, it is presented a general introduction, the main objectives and reasoning of the work as well as a brief description of the literature review. In the article 1, studies on the palm leaf showed that the ethanolic extracts obtained did not present significant antimicrobial activity against the tested microorganisms by the disc diffusion test. The phytochemical analysis of those extracts indicated the presence of of important groups such as: tannins, flavonoids, catechins, steroids, triterpenoids and saponins. Gas chromatography (GC-MS) confirmed the presence of terpenes and fatty acids of economic importance and the compounds were identified, among them: linoleic (omega-6) and linolenic (omega-3) acids. In the article 2, the ethanolic extracts obtained from the pulp and the bark of the Buriti (M. flexuosa) fruits were identified through gas chromatography and the presence of saturated and unsaturated fatty acids was determined. This fact justified the antimicrobial activities performed by the well diffusion and microdilution methods, which were performed against bacteria that are human pathogens E. faecalis, E. coli, P. aeruginosa and S. aureus. The results of this study demonstrated that the bark extract showed better inhibition response for the tested microorganisms, but in lower concentrations than the pulp extract. This makes the extract a potential candidate for the prospection of new drugs. In the article 3, the study was made with the ethanolic extracts obtained from the fruit (almond and pulp) and the inflorescences of the Macaúba (A. aculeata) palm tree. The phytochemical tests have indicated the presence of organic acids only in the pulp and in the inflorescence, these extracts were confirmed by GC-MS analyzis. The ethanolic extract obtained from the inflorescence was the only one that presented antibacterial activity by the well diffusion method against the bacteria: E. faecalis, E. coli and S. aureus and by the method of microdilution against the bacteria: E. coli and S. aureus, which demonstrates the potential of the extract as an antimicrobial agent. The results presented herein are a novelty, since those plant substrates were not yet studied in depth.

Atualmente, há uma forte demanda por cerâmicas como materiais estruturais para substituição de metais e ligas de elevada dureza e para uso em ambientes hostis. Dentre as famílias das cerâmicas estruturais, o SiC se destaca devido ao seu conjunto de propriedades: alta resistência à oxidação/corrosão, elevada resistência à abrasão, elevada condutividade térmica, baixa massa específica, elevada dureza, boa resistência ao choque térmico e manutenção da maioria destas propriedades em temperaturas elevadas. O processo Acheson se caracteriza, industrialmente, como o principal processo de síntese do SiC, consistindo em dois eletrodos sólidos, conectados a pó de grafite compactado, circundados por uma mistura de sílica e coque, em que o aquecimento é realizado eletricamente entre temperaturas de 2200 a 2600 oC [SOMIYA, 1991]. A formação do SiC é dependente da pressão parcial dos gases, da temperatura, do tamanho de grão dos reagentes, das propriedades individuais de cada grão, assim como da área de contato e do grau de mistura entre SiO2 e C [LINDSTAD, 2002]. O SiC produzido pelo processo Acheson contém impurezas como Al, Fe, Ti, Na, provindas da matéria-prima, que durante a síntese têm seu comportamento influenciado pela variação de temperatura. Partículas metálicas ou carbetos dessas impurezas estão distribuídos na matriz de SiC, sendo encontrados à medida que a temperatura diminui, com exceção do Al que se encontra em solução sólida com o SiC, substituindo os átomos de Si na rede cristalina [WEIMER, 1997]. Os objetivos deste trabalho se concentraram na caracterização e avaliação da influência da matéria-prima e das condições de processo no SiC obtido pelo processo Acheson. Podendo-se observar, através das análises químicas, mineralógicas e microestruturais, que a distribuição das impurezas, ao longo da secção transversal do SiC, é independente da matéria-prima precursora, sendo que estas se concentram nas regiões mais distantes do núcleo de grafite, porém seus teores são superiores para o SiC sintetizado a partir de uma matéria-prima menos pura, as quais ainda apresentaram temperatura de início do processo de oxidação do SiC pelo menos 50 oC menor, quando comparado ao SiC sinterizados a partir de matérias-primas com maior grau de pureza. / Currently, there is a strong demand for ceramics as structural materials to replace metals and alloys with high hardness for use in hostile environments. Among structural ceramics families, silicon carbide stands out due to its unique properties combination: high corrosion/oxidation resistance, high abrasion resistance, low density, high hardness, high thermal conductivity, good thermal shock resistance and maintenance of the majority of these properties at elevated temperatures. The Acheson process is industrially the main synthesis process of silicon carbide, consisting of two solid electrodes connected to compacted graphite powder, surrounded by a mixture of silica and petroleum coke, wherein the heating is performed electrically between 2200 to 2600 oC [SOMIYA, 1991]. The formation of SiC depends on the partial pressure of gases, temperature, reactants grain size, the properties of each individual grain as well as the contact area and the degree of mixing between SiO2 and C [LIDSTAD, 2002]. The SiC produced by the Acheson process contains impurities from the raw materials, such as Al, Fe, Ti and Na, which during the synthesis are influenced by the temperature gradient. Metal or carbides particles of these impurities are distributed in SiC matrix, being found as the temperature decreases, with exception of Al that forms solid solution with SiC by replacing the Si atoms in the crystal lattice [WEIMER, 1997]. The objectives of this work was the characterization and evaluation of the influence of raw materials and process conditions on the behavior of silicon carbide synthesized by Acheson process. It was observed, through chemical, mineralogical and microstructural analyzes, that the distribution of impurities along the cross section of synthesized SiC is independent of the raw material precursor, and these are concentrated in the most distant regions of the graphite core, but its contents are superior to SiC synthesized from a less pure raw material, which also showed a change in the beginning of the SiC oxidation process, at least 50 ° C lower, than the synthesized SiC from raw material with higher purity.

A Cannabis sativa L. (canábis) contém centenas de substâncias químicas em diferentes classes, contudo, a classe dos canabinoides é encontrada unicamente nesta espécie. Popularmente conhecida como maconha, a canábis é a droga ilícita mais consumida no mundo, sendo o Δ9-tetrahidrocanabinol (Δ9-THC), o principal canabinoide de interesse toxicológico, por ser o responsável pela maioria dos efeitos psicotomiméticos ocasionados e estar associado ao uso abusivo da planta. De outro modo, há alguns anos, vem crescendo significativamente o interesse em pesquisas científicas com a canábis, devido aos importantes efeitos terapêuticos que alguns canabinoides têm apresentado. O canabidiol (CBD), por exemplo, é um canabinoide que além de modular os efeitos eufóricos do Δ9-THC, tem apresentado importantes atividades farmacológicas. Embora haja um crescente aumento nas toneladas de apreensões de canábis realizadas no Brasil, não existem dados que caracterizem o perfil químico e a potência da droga que é utilizada ilegalmente no país. Outro aspecto singular com relação às apreensões de canábis refere-se à nova forma de tráfico internacional de drogas, que vem crescendo significativamente no país. Trata-se da remessa de sementes de canábis em pequenas quantidades através de empresas de transporte. Desta forma, este estudo foi realizado a partir de sementes de canábis apreendidas pela Superintendência de Polícia Federal no Rio Grande do Sul. As sementes foram germinadas e as plântulas foram cultivadas, secas e analizadas, sendo todos os passos em condições controladas. As metodologias analíticas utilizadas foram: espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS), espectrometria de massas por ressonância ciclotrônica de íons com transformada de Fourier (FT-ICR MS) e cromatografia à gás com detector de massas (CG/EM). O elevado número de compostos presente nas plantas torna os dados obtidos muito complexos, onde pequenas diferenças entre amostras podem ser negligenciadas. Por isso, foram utilizadas as seguintes ferramentas quimiométricas: HCA, PCA, PLS-DA e SVM-DA. As diferentes metodologias de análise utilizadas neste trabalho, permitiram a análise de um total de 73 amostras de canábis que forneceram dados sob químicos, bem como aspectos distintos e relevantes em toxicologia. As informações obtidas por NIRS associadas às ferramentas quimiométricas HCA e PCA possibilitaram agrupar 29 amostras de canábis em diferentes períodos de crescimento; e as ferramentas quimiométricas PLS-DA e SVM-DA permitiram classificar 29 amostras de canábis em diferentes períodos de crescimento com 100% de acerto. O altíssimo poder de resolução da FT-ICR MS possibilitou a identificação 123 compostos canabinoides e metabólitos a partir das análises realizadas em 73 amostras de canábis, o que resultou na compilação de um abrangente perfil químico de canabinoides, até então não obtido. A eficiência de separação da CG acoplada à identificação dos compostos utilizando EM tornou possível a diferenciação de 73 amostras de canábis em tipo fibra ou tipo droga, além da caracterização do perfil químico de canabinoides e terpenoides presentes nas amostras, obtido pela análise em CG/EM. Desta forma, os dados gerados com o desenvolvimento desta tese possibilitaram a identificação e o conhecimento do perfil químico de amostras de canábis apreendidas no Brasil, apresentando informações até então desconhecidas pela polícia brasileira, bem como pelos profissionais da saúde, comunidade científica, órgãos governamentais e políticos do país e também para a população em geral. / Cannabis sativa L. (cannabis) contains hundreds of different classes of chemicals, however, the class of cannabinoids is found only in this plant. Popularly known marijuana, cannabis is the most used illicit drug worldwide, and the Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), the main cannabinoid regarding toxicological interest, being responsible by the majority of psychotomimetic effects and it is associated with the abuse of the plant. Otherwise, for a few years has grown significantly the interest and scientific research with cannabis due to significant therapeutic effects that certain cannabinoids have shown. The cannabidiol (CBD), for example, is a cannabinoid which in addition to modulate the euphoric effects of Δ9-THC, it has shown significant pharmacological activity. Although there is a growing increase in tons of cannabis seizures conducted in Brazil, there are no data which characterize the chemical profile and potency of the drug that is illegally used in the country. Another unique aspect regarding cannabis seizures refers to the new form of international drug trafficking that has grown significantly in the country. This is the shipment of cannabis seeds in small quantities by transportation companies. Thus, this study was based on samples from cannabis seeds seized by the Superintendence of the Federal Police in Rio Grande do Sul. The seeds were germinated and the seedlings were grown, dried and analyzed, all of the steps under controlled conditions. The analytical methods used were: near infrared spectroscopy (NIRS), Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) and gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS). The high number of compounds presente in plants renders them very complex data set, where small differences between samples may be wasted. Therefore, the following chemometric tools were used: HCA, PCA, PLS-DA and DA-SVM. The different methods of analysis used in this study allowed the analysis of a total of 73 samples of cannabis that provided data on chemical and distinct and relevant aspects in toxicology. Information obtained by NIRS chemometric tools associated with HCA and PCA group allowed 29 samples of cannabis in different periods of growth; and chemometric tools PLS-DA and SVM-DA can be classified 29 samples of cannabis in different periods of growth with 100% accuracy. The very high resolution power of FT-ICR MS possible to identify 123 compounds cannabinoids and metabolites from the analyzes carried out on 73 samples of cannabis, which resulted in the compilation of a comprehensive chemical profile of cannabinoids, has not been surpassed. The GC separation efficiency coupled with the identification of compounds using MS made it possible to differentiate 73 cannabis samples in type or fiber type drug, besides the characterization of the chemical profile of cannabinoids and terpenoids present in the samples obtained through the analysis on GC/MS. Thus, the data generated with the development of this thesis allowed the identification and knowledge of the chemical profile of cannabis samples seized in Brazil, presenting information previously unknown to Brazilian police as well as by health professionals, the scientific community, government agencies and politicians of the country and also to the general population.

Submitted by Rosivalda Pereira (mrs.pereira@ufma.br) on 2017-07-17T19:26:25Z No. of bitstreams: 1 WelkisonCarvalho.pdf: 2082259 bytes, checksum: a734b522c86b6f9dc34abd2ba1fb6152 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-17T19:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 WelkisonCarvalho.pdf: 2082259 bytes, checksum: a734b522c86b6f9dc34abd2ba1fb6152 (MD5) Previous issue date: 2017-04-25 / The fly ash is a by-product from the combustion of coal which when it is an adequate control of some non-desulphurization process variables, can result in minor impacts and reuse of ash. The objective of this work is to promote the treatment of the fly ash generated by the burning of coal from a thermoelectric plant and to study a proposal to manage this residue in a sustainable way, based on the economic, environmental and social aspects. Thus, the optimization of the desulphurization process was carried out, and afterwards the qualitative and quantitative analysis of the losses of the fire (unbaked), sulfite, mineralogical analysis and classification of the residue generated by the combustion and desulphurization of Mineral coals of different sulfur contents and studies of economic and environmental gain were also carried out. The results showed that after the optimization of some variables in the process of flue gas desulphurization, such as: concentration of calcium hydroxide solution in 10%, flow rate of calcium hydroxide solution in 3.0 m3/h, of virgin lime in the desulfurization system at 0.3 ton/h and the temperature of the exhaust gases in the absorber tower in the range of 80°C to 110 °C, fly ash formation showed acceptable parameters for sulfite content (<5 %) and loss in ignition (<6%); in addition, mineralogical analysis confirmed that light ash presents compositions mainly of silicon, aluminum and iron oxides, which characterizes them as pozzolanic materials qualified for use in the cement industry. The results of the economic gain studies showed reductions in disposal costs of this residue in the range of 18.5 higher than the revenue from the sale of this same residue, the results of environmental gain also showed a reduction of 24,740.30 tons of CO2 and a reduction in the consumption of raw water in the range of 59,376.72 m3, due to the reuse of the light ashes in the incorporation of the cement in the year of 2016. In addition to converging to the guidelines for compliance with the National Policy on Solid Waste. / A cinza leve é um subproduto proveniente da combustão do carvão mineral que quando se tem um controle adequado de algumas variáveis no processo de dessulfurização, pode resultar em menores impactos e o reaproveitamento das cinzas. Este trabalho tem como objetivo promover o beneficiamento das cinzas leves geradas da queima de carvão mineral de uma termoelétrica de São Luís do Maranhão e estudar uma proposta de gerenciar, de forma sustentável esse resíduo, sustentada no tripé dos aspectos econômicos, ambientais e sociais. Assim, fez-se a otimização do processo de dessulfurização e posteriormente analisou-se qualitativa e quantitativamente os teores de perda ao fogo (incombustos), sulfito. Realizou-se também a análise mineralógica e classificação do resíduo gerados a partir da combustão e dessulfurização de carvões minerais de diferentes teores de enxofre e realizou-se ainda os estudos de cunho econômico e ambiental. Os resultados evidenciaram que após a otimização de algumas variáveis no processo de dessulfurização dos gases de combustão, tais como: concentração da solução de hidróxido de cálcio em 10%, vazão de dosagem de solução de hidróxido de cálcio em 3,0 m3/h, dosagem de cal virgem no sistema de dessulfurização em 0,3 ton/h e temperatura dos gases de exaustão na torre absorvedora na faixa entre 80°C a 110°C, a formação de cinzas leves apresentaram parâmetros aceitáveis quanto aos teores de sulfito (<5%) e perda ao fogo (<6%), além disso a análise mineralógica confirmou que as cinzas leves apresentam composições majoritariamente de óxidos de silício, alumínio e ferro, o que as caracteriza como materiais pozolânicos qualificados para utilização na indústria cimenteira. Os resultados dos estudos de ganho econômico mostraram reduções de custos de disposição desse resíduo na faixa de 18,5 maior que a própria receita proveniente da venda desse mesmo resíduo Os resultados de ganho ambiental mostraram também uma redução anual de 24.740,30 ton de CO2 e uma redução anual do consumo de água bruta na faixa de 59.376,72 m3, em virtude do reaproveitamento das cinzas leves na incorporação do cimento no ano de 2016. Além de convergir para às diretrizes de atendimento à Política Nacional de Resíduos Sólidos.

As radiações provindas do solo e dos sedimentos constituem um aspecto importante da caracterização geofísica e geoquímica do ambiente. Essas radiações são emitidas por radionuclídeos que podem ser: naturais ou artificiais. Assim, como os radionuclídeos os elementos maiores e traços representam peça fundamental na caracterização química de solos e sedimentos e também estão sujeitos a alterações em suas concentrações devido à atividade antrópica, como a construção de uma represa. O reservatório de Ponte Nova, localizado no estado de São Paulo, é de importância de abastecimento e econômica às populações da região leste da Região Metropolitana de São Paulo. Neste trabalho foram determinadas as concentrações de atividade dos radionuclídeos naturais da série de decaimento do 238U, e da série do 232Th e o radionuclídeo 40K, elementos maiores e traços coletados em perfis de solo e testemunhos de sedimento na área de influência do reservatório de Ponte Nova. As concentrações de atividade dos radionuclídeos apresentaram médias de: 40K com 275,6(54) Bq kg-1, 238U com 49,00(24) Bq kg-1, 226Ra com 43,7(2) Bq kg-1, 210Pb com 91(2) Bq kg-1, 232Th com 99(1) Bq kg-1, 228Th com 84(1) Bq kg-1 e 228Ra com 74,0(7) Bq kg-1, que estão acima da média da UNSCEAR. Os elementos maiores e traços apresentaram médias de: As com 4,75(8) mg kg-1, Ba com 306(3) mg kg-1, Br com 20,7(4) mg kg-1, Ca com 136,8(5) g kg-1, Ce com 151(2) mg kg-1, Co com 7,4(2) mg kg-1, Cr com 30,0(5) mg kg-1, Cs com 2,53(2) mg kg-1, Eu com 628(6) &mu;g kg-1, Fe com 43,7(10) g kg-1, Hf com 10,30(8) mg kg-1, K com 13,1(2) g kg-1, La com 54(1) mg kg-1, Lu com 764(7) &mu;g kg-1, Na com 852(9) mg kg-1, Nd com 33,5(5) mg kg-1, Rb com 43,0(5) mg kg-1, Sb com 0,56(1) mg kg-1, Sc com 12,2(2) mg kg-1, Se com 646(6) &mu;g kg-1, Sm com 6,44(6) mg kg-1, Ta com 1,49(1) mg kg-1, Tb com 650(4) &mu;g kg-1, Th com 24,2(2) mg kg-1, U com 2,53(1) mg kg-1, Yb com 1,86(2) mg kg-1 e Zn com 56(1) mg kg-1. Os parâmetros de qualidade de solo e sedimento também são apresentados. Vários elementos apresentaram fator de enriquecimento alto como Hf, Fe e As; no entanto, apesar do fator de enriquecimento alto, os índices de geoacumulação não indicam nenhuma poluição presente. Para verificar se existia correlações entre as / Radiation coming from soil and sediment are a keystone factor in environmental geochemical and geophysical characterization. These radiation come from natural occuring radionuclides or it can be enriched or made by man. Major and minor element characterization are another imprtant piece in environmental geochemical and geophysical characterization. These elements can undergo proccesses that change their concentrations by major building projects like reservoir and dam building. Ponte Nova reservoir, in São Paulo state - Brazil, is important to the water source to São Paulo Metropolitan Region and to the agrobussiness that supplies São Paulo city. In this work, the activity concentration of 238U and 232Th decay series and 40K were determined, as well as the concentration of major and trace elements in soil profiles and sediment cores collected in the catchment area of Ponte Nova reservoir following lithological data. The following mean activity concentrations were determined: 40K with 275,6(54) Bq kg-1, 238U with 49,00(24) Bq kg-1, 226Ra with 43,7(2) Bq kg-1, 210Pb with 91(2) Bq kg-1, 232Th with 99(1) Bq kg-1, 228Th with 84(1) Bq kg-1 and 228Ra with 74,0(7) Bq kg-1, which are over the UNSCEAR\'s mean. The following major and trace elements mean values are: As with 4,75(8) mg kg-1, Ba with 306(3) mg kg-1, Br with 20,7(4) mg kg-1, Ca with 136,8(5) g kg-1, Ce with 151(2) mg kg-1, Co with 7,4(2) mg kg-1, Cr with 30,0(5) mg kg-1, Cs with 2,53(2) mg kg-1, Eu with 628(6) &mu;g kg-1, Fe with 43,7(10) g kg-1, Hf with 10,30(8) mg kg-1, K with 13,1(2) g kg-1, La with 54(1) mg kg-1, Lu with 764(7) &mu;g kg-1, Na with 852(9) mg kg-1, Nd with 33,5(5) mg kg-1, Rb with 43,0(5) mg kg-1, Sb with 0,56(1) mg kg-1, Sc with 12,2(2) mg kg-1, Se with 646(6) &mu;g kg-1, Sm with 6,44(6) mg kg-1, Ta with 1,49(1) mg kg-1, Tb with 650(4) &mu;g kg-1, Th with 24,2(2) mg kg-1, U with 2,53(1) mg kg-1, Yb with 1,86(2) mg kg-1 and Zn with 56(1) mg kg-1. Soil quality parameters were calculated. Several elements had their enrichment factors high like Hf, Fe and As; however, geoaccumulation indexes did not show pollution associated with that enrichment. Correlation matrix, cluster analysis and principal component analysis were also performed.

As radiações provindas do solo e dos sedimentos constituem um aspecto importante da caracterização geofísica e geoquímica do ambiente. Essas radiações são emitidas por radionuclídeos que podem ser: naturais ou artificiais. Assim, como os radionuclídeos os elementos maiores e traços representam peça fundamental na caracterização química de solos e sedimentos e também estão sujeitos a alterações em suas concentrações devido à atividade antrópica, como a construção de uma represa. O reservatório de Ponte Nova, localizado no estado de São Paulo, é de importância de abastecimento e econômica às populações da região leste da Região Metropolitana de São Paulo. Neste trabalho foram determinadas as concentrações de atividade dos radionuclídeos naturais da série de decaimento do 238U, e da série do 232Th e o radionuclídeo 40K, elementos maiores e traços coletados em perfis de solo e testemunhos de sedimento na área de influência do reservatório de Ponte Nova. As concentrações de atividade dos radionuclídeos apresentaram médias de: 40K com 275,6(54) Bq kg-1, 238U com 49,00(24) Bq kg-1, 226Ra com 43,7(2) Bq kg-1, 210Pb com 91(2) Bq kg-1, 232Th com 99(1) Bq kg-1, 228Th com 84(1) Bq kg-1 e 228Ra com 74,0(7) Bq kg-1, que estão acima da média da UNSCEAR. Os elementos maiores e traços apresentaram médias de: As com 4,75(8) mg kg-1, Ba com 306(3) mg kg-1, Br com 20,7(4) mg kg-1, Ca com 136,8(5) g kg-1, Ce com 151(2) mg kg-1, Co com 7,4(2) mg kg-1, Cr com 30,0(5) mg kg-1, Cs com 2,53(2) mg kg-1, Eu com 628(6) &mu;g kg-1, Fe com 43,7(10) g kg-1, Hf com 10,30(8) mg kg-1, K com 13,1(2) g kg-1, La com 54(1) mg kg-1, Lu com 764(7) &mu;g kg-1, Na com 852(9) mg kg-1, Nd com 33,5(5) mg kg-1, Rb com 43,0(5) mg kg-1, Sb com 0,56(1) mg kg-1, Sc com 12,2(2) mg kg-1, Se com 646(6) &mu;g kg-1, Sm com 6,44(6) mg kg-1, Ta com 1,49(1) mg kg-1, Tb com 650(4) &mu;g kg-1, Th com 24,2(2) mg kg-1, U com 2,53(1) mg kg-1, Yb com 1,86(2) mg kg-1 e Zn com 56(1) mg kg-1. Os parâmetros de qualidade de solo e sedimento também são apresentados. Vários elementos apresentaram fator de enriquecimento alto como Hf, Fe e As; no entanto, apesar do fator de enriquecimento alto, os índices de geoacumulação não indicam nenhuma poluição presente. Para verificar se existia correlações entre as / Radiation coming from soil and sediment are a keystone factor in environmental geochemical and geophysical characterization. These radiation come from natural occuring radionuclides or it can be enriched or made by man. Major and minor element characterization are another imprtant piece in environmental geochemical and geophysical characterization. These elements can undergo proccesses that change their concentrations by major building projects like reservoir and dam building. Ponte Nova reservoir, in São Paulo state - Brazil, is important to the water source to São Paulo Metropolitan Region and to the agrobussiness that supplies São Paulo city. In this work, the activity concentration of 238U and 232Th decay series and 40K were determined, as well as the concentration of major and trace elements in soil profiles and sediment cores collected in the catchment area of Ponte Nova reservoir following lithological data. The following mean activity concentrations were determined: 40K with 275,6(54) Bq kg-1, 238U with 49,00(24) Bq kg-1, 226Ra with 43,7(2) Bq kg-1, 210Pb with 91(2) Bq kg-1, 232Th with 99(1) Bq kg-1, 228Th with 84(1) Bq kg-1 and 228Ra with 74,0(7) Bq kg-1, which are over the UNSCEAR\'s mean. The following major and trace elements mean values are: As with 4,75(8) mg kg-1, Ba with 306(3) mg kg-1, Br with 20,7(4) mg kg-1, Ca with 136,8(5) g kg-1, Ce with 151(2) mg kg-1, Co with 7,4(2) mg kg-1, Cr with 30,0(5) mg kg-1, Cs with 2,53(2) mg kg-1, Eu with 628(6) &mu;g kg-1, Fe with 43,7(10) g kg-1, Hf with 10,30(8) mg kg-1, K with 13,1(2) g kg-1, La with 54(1) mg kg-1, Lu with 764(7) &mu;g kg-1, Na with 852(9) mg kg-1, Nd with 33,5(5) mg kg-1, Rb with 43,0(5) mg kg-1, Sb with 0,56(1) mg kg-1, Sc with 12,2(2) mg kg-1, Se with 646(6) &mu;g kg-1, Sm with 6,44(6) mg kg-1, Ta with 1,49(1) mg kg-1, Tb with 650(4) &mu;g kg-1, Th with 24,2(2) mg kg-1, U with 2,53(1) mg kg-1, Yb with 1,86(2) mg kg-1 and Zn with 56(1) mg kg-1. Soil quality parameters were calculated. Several elements had their enrichment factors high like Hf, Fe and As; however, geoaccumulation indexes did not show pollution associated with that enrichment. Correlation matrix, cluster analysis and principal component analysis were also performed.

A Cannabis sativa L. (canábis) contém centenas de substâncias químicas em diferentes classes, contudo, a classe dos canabinoides é encontrada unicamente nesta espécie. Popularmente conhecida como maconha, a canábis é a droga ilícita mais consumida no mundo, sendo o Δ9-tetrahidrocanabinol (Δ9-THC), o principal canabinoide de interesse toxicológico, por ser o responsável pela maioria dos efeitos psicotomiméticos ocasionados e estar associado ao uso abusivo da planta. De outro modo, há alguns anos, vem crescendo significativamente o interesse em pesquisas científicas com a canábis, devido aos importantes efeitos terapêuticos que alguns canabinoides têm apresentado. O canabidiol (CBD), por exemplo, é um canabinoide que além de modular os efeitos eufóricos do Δ9-THC, tem apresentado importantes atividades farmacológicas. Embora haja um crescente aumento nas toneladas de apreensões de canábis realizadas no Brasil, não existem dados que caracterizem o perfil químico e a potência da droga que é utilizada ilegalmente no país. Outro aspecto singular com relação às apreensões de canábis refere-se à nova forma de tráfico internacional de drogas, que vem crescendo significativamente no país. Trata-se da remessa de sementes de canábis em pequenas quantidades através de empresas de transporte. Desta forma, este estudo foi realizado a partir de sementes de canábis apreendidas pela Superintendência de Polícia Federal no Rio Grande do Sul. As sementes foram germinadas e as plântulas foram cultivadas, secas e analizadas, sendo todos os passos em condições controladas. As metodologias analíticas utilizadas foram: espectroscopia no infravermelho próximo (NIRS), espectrometria de massas por ressonância ciclotrônica de íons com transformada de Fourier (FT-ICR MS) e cromatografia à gás com detector de massas (CG/EM). O elevado número de compostos presente nas plantas torna os dados obtidos muito complexos, onde pequenas diferenças entre amostras podem ser negligenciadas. Por isso, foram utilizadas as seguintes ferramentas quimiométricas: HCA, PCA, PLS-DA e SVM-DA. As diferentes metodologias de análise utilizadas neste trabalho, permitiram a análise de um total de 73 amostras de canábis que forneceram dados sob químicos, bem como aspectos distintos e relevantes em toxicologia. As informações obtidas por NIRS associadas às ferramentas quimiométricas HCA e PCA possibilitaram agrupar 29 amostras de canábis em diferentes períodos de crescimento; e as ferramentas quimiométricas PLS-DA e SVM-DA permitiram classificar 29 amostras de canábis em diferentes períodos de crescimento com 100% de acerto. O altíssimo poder de resolução da FT-ICR MS possibilitou a identificação 123 compostos canabinoides e metabólitos a partir das análises realizadas em 73 amostras de canábis, o que resultou na compilação de um abrangente perfil químico de canabinoides, até então não obtido. A eficiência de separação da CG acoplada à identificação dos compostos utilizando EM tornou possível a diferenciação de 73 amostras de canábis em tipo fibra ou tipo droga, além da caracterização do perfil químico de canabinoides e terpenoides presentes nas amostras, obtido pela análise em CG/EM. Desta forma, os dados gerados com o desenvolvimento desta tese possibilitaram a identificação e o conhecimento do perfil químico de amostras de canábis apreendidas no Brasil, apresentando informações até então desconhecidas pela polícia brasileira, bem como pelos profissionais da saúde, comunidade científica, órgãos governamentais e políticos do país e também para a população em geral. / Cannabis sativa L. (cannabis) contains hundreds of different classes of chemicals, however, the class of cannabinoids is found only in this plant. Popularly known marijuana, cannabis is the most used illicit drug worldwide, and the Δ9-tetrahydrocannabinol (Δ9-THC), the main cannabinoid regarding toxicological interest, being responsible by the majority of psychotomimetic effects and it is associated with the abuse of the plant. Otherwise, for a few years has grown significantly the interest and scientific research with cannabis due to significant therapeutic effects that certain cannabinoids have shown. The cannabidiol (CBD), for example, is a cannabinoid which in addition to modulate the euphoric effects of Δ9-THC, it has shown significant pharmacological activity. Although there is a growing increase in tons of cannabis seizures conducted in Brazil, there are no data which characterize the chemical profile and potency of the drug that is illegally used in the country. Another unique aspect regarding cannabis seizures refers to the new form of international drug trafficking that has grown significantly in the country. This is the shipment of cannabis seeds in small quantities by transportation companies. Thus, this study was based on samples from cannabis seeds seized by the Superintendence of the Federal Police in Rio Grande do Sul. The seeds were germinated and the seedlings were grown, dried and analyzed, all of the steps under controlled conditions. The analytical methods used were: near infrared spectroscopy (NIRS), Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) and gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC/MS). The high number of compounds presente in plants renders them very complex data set, where small differences between samples may be wasted. Therefore, the following chemometric tools were used: HCA, PCA, PLS-DA and DA-SVM. The different methods of analysis used in this study allowed the analysis of a total of 73 samples of cannabis that provided data on chemical and distinct and relevant aspects in toxicology. Information obtained by NIRS chemometric tools associated with HCA and PCA group allowed 29 samples of cannabis in different periods of growth; and chemometric tools PLS-DA and SVM-DA can be classified 29 samples of cannabis in different periods of growth with 100% accuracy. The very high resolution power of FT-ICR MS possible to identify 123 compounds cannabinoids and metabolites from the analyzes carried out on 73 samples of cannabis, which resulted in the compilation of a comprehensive chemical profile of cannabinoids, has not been surpassed. The GC separation efficiency coupled with the identification of compounds using MS made it possible to differentiate 73 cannabis samples in type or fiber type drug, besides the characterization of the chemical profile of cannabinoids and terpenoids present in the samples obtained through the analysis on GC/MS. Thus, the data generated with the development of this thesis allowed the identification and knowledge of the chemical profile of cannabis samples seized in Brazil, presenting information previously unknown to Brazilian police as well as by health professionals, the scientific community, government agencies and politicians of the country and also to the general population.