Made available in DSpace on 2016-08-17T14:53:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao Simone Cristina.pdf: 915238 bytes, checksum: 6eb097a7ebfb66da176cd431d9883ba3 (MD5) Previous issue date: 2012-07-24 / The ovarian cancer is difficult to diagnose in the early stages of development. In this work we bring a study of a new method that gave us great accuracy rates based on a bioinformatics tool called surface enhanced for laser desorption and ionization (SELDI-TOF) used to generate proteomic patterns which is one of the technologies advanced in the diagnosis. Our goal is to contribute to effectiveness of this tool, which already helps diagnosis earlier, our methodology uses independent component analysis (ICA) for feature extraction and neural networks to classify between malignancy and no malignancy in a database of the research center cancer in the U.S.A. Our work rates obtained acurracy 97%, 98% specificity and 96% sensitivity. / O câncer de ovário possui difícil diagnóstico nas primeiras fases de desenvolvimento. Neste trabalho trazemos um estudo de um novo método que nos deu ótimas taxas de precisão baseado em uma ferramenta da bio-informática chamada superfície mehorada a laser para ionização e dessorção (SELDI-TOF) usada para geração de padrões proteômicos que é uma das tecnologias mais avançada no auxílio ao diagnóstico. Nosso objetivo é contribuir para eficácia desta esta ferramenta, que já auxilia o dignóstico precoce, nossa metodologia usa análise de componentes independentes (ICA) para extração de caractéristicas e redes neurais para classificar entre malignidade e não malignidade em uma base de dados do centro de pesquisa do câncer nos EUA. Nosso trabalho obteve taxas de 97% de acurária, 98% de especifidade e 96 % de sensibilidade.

Introdução: A introdução da agricultura e pecuária foram muito recentes para que o genoma humano se adaptasse e a tecnologia avançada pós revolução Industrial foi ainda mais. Segundo Cordain, a substituição de alimentos minimamente processados por alimentos pós-agrícolas e pós-industriais influenciaram os indicadores nutricionais: carga glicêmica, composição de ácidos graxos e macronutrientes, densidade de micronutrientes, equilíbrio ácido-base, relação sódio/potássio e teor de fibras, levando a um desequilíbrio que é causa de várias doenças atuais da civilização. A Protein Leverage Hypothesis (PLH) propõe que a queda na ingestão de proteínas possa levar a obesidade e doenças cardiometabólicas associadas. Objetivos: Estudar o efeito do consumo de alimentos ultraprocessados nos indicadores nutricionais na população dos EUA, incluindo a composição de macronutrientes, densidade de fibras e micronutrientes e fitoestrógenos urinários; avaliar se a contribuição calórica de alimentos ultraprocessados é determinante para a qualidade nutricional das dietas contemporâneas; e finalmente estudar se a associação entre o consumo de alimentos ultraprocessados, proteína e energia correspondem às previsões do modelo PLH. Métodos: Foram avaliados os participantes do National Health and Nutrition Examination Survey 2009-2010, com pelo menos um recordatório alimentar de 24 horas. Os itens foram classificados em: alimentos in natura ou minimamente processados, processados, ultraprocessados e ingredientes de uso culinário. O manuscrito 1 examina a relação entre a contribuição calórica de alimentos ultraprocessados e qualidade nutricional da dieta, avaliando individual e globalmente a contribuição de cada ingrediente crítico, usando a análise de componentes principais (ACP). O manuscrito 2 estuda a associação entre a contribuição calórica dos alimentos ultraprocessados e consumo de açúcares de adição. O manuscrito 3 avalia como o consumo de alimentos ultraprocessados influencia o conteúdo proteico relativo da dieta e as ingestões absolutas de energia e proteína, e se essas relações se encaixam nas previsões da PLH. O manuscrito 4 avalia a relação entre a contribuição calórica de alimentos ultraprocessados e níveis de fitoestrógenos urinários. Resultados: O teor médio de proteínas, fibras, vitaminas A, C, D e E, zinco, potássio, fósforo, magnésio e cálcio na dieta diminuiu ao longo dos quintis de contribuição calórica de alimentos ultraprocessados, enquanto o de carboidratos, açúcares de adição e gordura saturada aumentou. Uma associação inversa de dose-resposta foi encontrada entre o consumo de alimentos ultraprocessados e qualidade nutricional total, medida através de um escore de padrão balanceado de nutrientes derivado usando ACP. Consistente com a PLH, a contribuição calórica de alimentos ultraprocessados foi inversamente associada à densidade proteica e diretamente ao consumo energético total, enquanto a ingestão absoluta de proteínas permaneceu constante com aumento do consumo de alimentos ultraprocessados. Os níveis médios de enterolignanos urinários diminuíram ao longo dos quintis de consumo de alimentos ultraprocessados, enquanto os níveis de isoflavonas permaneceram inalterados. Conclusões: Este estudo mostra que a diminuição da contribuição calórica de alimentos ultraprocessados é um meio racional e eficaz de melhorar a qualidade nutricional das dietas dos EUA / Background: The introduction of agricultural and animal husbandry has not provided the human genome time enough to adapt, much less the advancing technology after Industrial Revolution. According to Cordain et al., displacement of minimally processed foods by post-agricultural and post-industrial food items adversely affected the following dietary indicators: glycemic load, fatty acid and macronutrient compositions, micronutrient density, acid-base balance, sodium-potassium ratio and fiber content. Many current diseases of civilization, in turn may be ascribable to those unbalanced dietary indicators. Indeed, Raubenheimer and Simpson have proposed the Protein Leverage Hypothesis (PLH) to explain how a drop in dietary protein content might lead to obesity and associated cardiometabolic disease. Objective: This thesis aims to study the effect of an increased consumption of ultra-processed foods on dietary indicators in the US population, including macronutrient composition, micronutrient and fiber densities, and urinary phytoestrogens. It also explores whether the dietary share of ultra-processed foods, expressed as a percentage of total energy intake, is a meaningful determinant of overall nutritional quality of contemporary diets. Lastly, it also looks into whether the association between ultra-processed food, protein and energy consumptions fit predictions of the PLH model. Methods: Participants from cross-sectional 2009-2010 National Health and Nutrition Examination Survey with at least one 24-hour dietary recall were evaluated. Food items were classified according to extent and purpose of industrial food processing as: unprocessed or minimally processed foods, processed culinary ingredients, processed foods and ultra-processed foods. Manuscript 1, examines the relationship between dietary contribution of ultra-processed foods and nutritional quality of US diet through the evaluation of dietary contents of critical nutrients individually and also overall, using Principal Component Analysis (PCA). Manuscript 2 studies the association between dietary contribution of ultra-processed foods and energy intake from added sugars. Manuscript 3 examines how consumption of ultra-processed food influences relative dietary protein content and, absolute energy and protein intakes; it furthermore, tests whether the relationships fit PLH predictions. Manuscript 4 assesses the relationship between dietary contribution of ultra-processed foods and urinary levels of phytoestrogens. Results: The average content of protein, fiber, vitamins A, C, D and E, zinc, potassium, phosphorus, magnesium and calcium in US diet decreased significantly across quintiles of energy contribution of ultra-processed foods, while carbohydrate, added sugars and saturated fat contents increased. An inverse dose-response association was found between ultra-processed food consumption and overall dietary quality measured through a Nutrient balanced pattern PCA derived factor score. Consistent with PLH, dietary contribution of ultra-processed foods was inversely associated with protein density and directly associated with total energy intake, while absolute protein intake remained relatively constant with increases in ultra-processed food consumption. Average urinary mammal lignan levels decreased across quintiles of ultra-processed food consumption, while isoflavone levels remained unchanged. Conclusions: This study suggests that decreasing the dietary share of ultra-processed foods is a rational and effective way to improve the nutritional quality of US diets

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2015-12-03T16:28:18Z No. of bitstreams: 1 fabianoamarantedefreitas.pdf: 16474266 bytes, checksum: bae419525a902453bbb8cb2e600b89f3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2015-12-03T21:29:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 fabianoamarantedefreitas.pdf: 16474266 bytes, checksum: bae419525a902453bbb8cb2e600b89f3 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-12-03T21:29:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 fabianoamarantedefreitas.pdf: 16474266 bytes, checksum: bae419525a902453bbb8cb2e600b89f3 (MD5) Previous issue date: 2015-03-31 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Na atual conjuntura neoliberal, o bem água tem sido transformado em um dos principais “objetos” de compra e venda. As crises de gestão, agravadas pela diminuição das chuvas dos últimos anos colocou em cheque a garantia do acesso a esse bem. A Represa de São Pedro é um exemplo característico dessa situação. Atualmente supre cerca de 8% do abastecimento público de Juiz de Fora/MG. Sua bacia de contribuição sofre acelerado processo de ocupação e forte pressão imobiliária, onde a manutenção das Áreas de Preservação Permanente – APPs é deixada de lado. O monitoramento de variáveis limnológicas possibilita inferir sobre as condições do recurso hídrico, além de oferecer indicativos da dinâmica natural ou antrópica compreendida na bacia hidrográfica que irão refletir nas condições da água. Assim, a presente pesquisa teve por objetivo identificar as relações existentes entre o uso e cobertura da terra e a qualidade da água da Bacia de contribuição da Represa de São Pedro - BCRSP, monitorada através do levantamento de dados limnológicos, índice de qualidade das águas (IQAs) e análises estatísticas multivariadas. Foram analisados 15 parâmetros mensalmente durante o período de maio de 2012 a abril de 2014 em quatro pontos de monitoramento: nascente do córrego São Pedro – P1, exutório do córrego São Pedro (na represa) – P2, exutório do córrego Grota do Pinto (na represa) – P3 e captação – P4. A metodologia seguiu os preceitos de APHA (2012). Além disso, foi elaborada, através de imagens do satélite Landsat 8 e de dados disponibilizados pelo Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística – IBGE, uma carta de uso e cobertura da terra da BCRSP extraindo as seguintes classes: mata, pasto, área com processo erosivo atuante, área ocupada, vegetação de alagado e represa. A quantificação dessas classes foi relacionada aos resultados das análises estatísticas e do IQA, contribuindo na verificação dos fatores atuantes sobre a qualidade e quantidade das águas. Procedeu-se à comparação dos resultados das variáveis pela Resolução do Conselho Nacional de Meio Ambiente (CONAMA) número 357 de 17 de março de 2005 e alguns parâmetros extrapolaram fortemente as prerrogativas estabelecidas para a classe 1 a qual o córrego São Pedro é enquadrado. Os IQAs da Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) e do Instituto Mineiro de Gestão das Águas (IGAM) adaptado foram utilizados no intuito de verificar as condições de qualidade das águas da bacia. O IQA médio no P1 e P4 pelo IGAM adaptado foi classificado como “bom”, já no P2 e P3 como “médio. Pelos critérios da CETESB não ocorreram distinções, classificando a água em todos os pontos como “boa”. A análise fatorial juntamente VIII com a análise de componentes principais (AF/ACP) foi empregada visando à identificação dos parâmetros mais influentes na variação total dos dados e quais carecem de monitoramento contínuo. A identificação dos fatores latentes às variáveis de destaque em cada componente permitiu inferir sobre os fenômenos que condicionam alterações na dinâmica dessas e assim corroborar na gestão. Os resultados da AF/ACP indicaram que a dinâmica das variáveis no P1 é complexa e se relaciona, na maioria das vezes, a fatores naturais que necessitam de maiores investigações. Nos demais pontos, pode-se dizer que o escoamento superficial e a poluição pontual por despejos de esgoto se caracterizaram como os principais fatores latentes às componentes encontradas após aplicação do fator Varimax – FV. Os resultados demonstraram o quanto a ocupação desordenada e o elevado revolvimento de terras influenciam negativamente na qualidade das águas do manancial em questão. Concluiu-se que os resultados de todas as análises apontaram para um problema comum: os interesses especulativos sobressaem aos interesses comuns. / Dans l’actuelle conjoncture néolibérale, l’eau s’est transformée en une des principales marchandises. Les crises de gestion, aggravées par la diminution des précipitations ont remis en question l’accès à ce bien. Le réservoir de São Pedro est un exemple caractéristique de cette situation. Il participe actuellement à 8% de l’approvisionnement en eau potable de Juiz de Fora/MG. Son bassin de contribution est impacté par un processus d’occupation et une forte pression immobilière, la conservation des Aires de Protection Permanente – APPs est laissée de côté. La surveillance des variables limnologiques permet de définir l’état de la ressource hydrique, en plus de d’offrir des informations sur la dynamique naturelle ou anthropique du bassin versant et qui se reflètent sur la qualité de l’eau. Ainsi, la présente recherche a eu pour objectif d’identifier les relations existantes entre l’usage et la couverture du sol, et la qualité de l’eau dans le bassin de contribution du réservoir de São Pedro, surveillée á travers les variables limnologiques, Indices de Qualité de l’Eau (IQEs), et des analyses statistiques multi-variées. Quinze paramètres de qualité de l’eau ont été analysés mensuellement durant la période de Mai 2012 à Avril 2014 pour quatre points de collecte : Source du ruisseau São Pedro – P1, embouchure du ruisseau São Pedro (dans le réservoir) – P2, embouchure du ruisseau Grota do Pinto (dans le réservoir) – P3 et captage dans le réservoir – P4. La méthodologie a suivi les préceptes de l’APHA (2012). En outre, une carte d’usage et couverture du sol fut élaborée à partir des images du satellite Landsat 8 et de données mises à disposition par l’Institut Brésilien de Géographie et de Statistiques – IBGE, délimitant les classes suivantes : forêt, pâturage, zones subissant un processus érosif, aires occupées, lit majeur et réservoir. Cette carte d’usage et occupation du sol a été corrélée avec les résultats des analyses statistiques et de l’IQE, et a contribué à la vérification des facteurs qui influent sur la quantité et la qualité de l’eau. Il a été procédé à la comparaison des résultats des analyses avec les valeurs de la Résolution du Conseil National de l’Environnement (CONAMA) numéro 357 du 17 Mars 2005 et quelques paramètres dépassent lourdement les prérogatives établies pour la Classe 1 à laquelle le ruisseau São Pedro appartient. Les IQEs de la Compagnie Environnementale de l’État de São Paulo (CETESB) et de l’Institut du Minas Gerais de Gestion des Eaux (IGAM) adapté ont été utilisés pour vérifier la qualité des eaux du bassin de contribution. L’IQE moyen pour les points P1 et P4 selon l’IGAM adapté fut « bon » et pour le P2 et le P3 il fut « moyen ». Selon les critères de la CETESB il n’y a pas eu de distinctions entre les points, tous les points ont été classifiés comme « bon ». L’Analyse X Factorielle conjointement avec l’Analyse en Composantes Principales a été employée pour l’identification des paramètres les plus influents dans la variation totale des données et donc ceux qui seraient les plus intéressants de surveiller régulièrement. L’identification des facteurs latents aux paramètres de qualité l’eau ont permis d’inférer sur la nature des phénomènes qui conditionnent les altérations de ces paramètres et ainsi collaborer dans la gestion du bassin versant du réservoir. Les résultats de l’AF/ACP indiquèrent que la dynamique des paramètres de qualité de l’eau pour le P1 est complexe et qu’elle est due, la plupart du temps, à des facteurs naturels, nécessitant tout de même plus de recherches. Pour les autres points, le ruissellement et la pollution ponctuelle par des eaux d´égouts sont les variables latentes qui caractérisent les composantes principales (FV) après l’application de l’algorithme de rotation Varimax. Les résultats démontrèrent à quel point l’occupation désordonnée et les mouvements de terre dans le bassin de contribution influencent de manière négative les eaux destinés à l’approvisionnement public. Les résultats des analyses montrent un problème commun : les intérêts particuliers, spéculatifs, surpassent l’intérêt public.

Otimizar simultaneamente os interesses dos usuários, anunciantes e publicadores é um grande desafio na área de publicidade computacional. Mais precisamente, a ordenação de anúncios, ou ad ranking, desempenha um papel central nesse desafio. Por outro lado, nem mesmo as melhores fórmulas ou algoritmos de ordenação são capazes de manter seu status por um longo tempo em um ambiente que está em constante mudança. Neste trabalho, apresentamos uma análise orientada a dados que mostra a importância de combinar diferentes dimensões de publicidade computacional por meio de uma abordagem evolutiva para ordenação de anúncios afim de responder a mudanças de forma mais eficaz. Nós avaliamos as dimensões de valor comercial, desempenho histórico de cliques, interesses dos usuários e a similaridade textual entre o anúncio e a página. Nessa avaliação, nós averiguamos o desempenho e a correlação das diferentes dimensões. Como consequência, nós desenvolvemos uma abordagem evolucionária para combinar essas dimensões. Essa abordagem é composta por três partes: um repositório de configurações para facilitar a implantação e avaliação de experimentos de ordenação; um componente evolucionário de avaliação orientado a dados; e um motor de programação genética para evoluir fórmulas de ordenação de anúncios. Nossa abordagem foi implementada com sucesso em um sistema real de publicidade computacional responsável por processar mais de quatorze bilhões de requisições de anúncio por mês. De acordo com nossos resultados, essas dimensões se complementam e nenhuma delas deve ser neglicenciada. Além disso, nós mostramos que a combinação evolucionária dessas dimensões não só é capaz de superar cada uma individualmente, como também conseguiu alcançar melhores resultados do que métodos estáticos de ordenação de anúncios. / Simultaneous optimization of users, advertisers and publishers\' interests has been a formidable challenge in online advertising. More concretely, ranking of advertising, or more simply ad ranking, has a central role in this challenge. However, even the best ranking formula or algorithm cannot withstand the ever-changing environment of online advertising for a long time. In this work, we present a data-driven analysis that shows the importance of combining different aspects of online advertising through an evolutionary approach for ad ranking in order to effectively respond to changes. We evaluated aspects ranging from bid values and previous click performance to user behavior and interests, including the textual similarity between ad and page. In this evaluation, we assessed commercial performance along with the correlation between different aspects. Therefore, we proposed an evolutionary approach for combining these aspects. This approach was composed of three parts: a configuration repository to facilitate deployment and evaluation of ranking experiments; an evolutionary data-based evaluation component; and a genetic programming engine to evolve ad ranking formulae. Our approach was successfully implemented in a real online advertising system that processes more than fourteen billion ad requests per month. According to our results, these aspects complement each other and none of them should be neglected. Moreover, we showed that the evolutionary combination of these aspects not only outperformed each of them individually, but was also able to achieve better overall results than static ad ranking methods.

[pt] A tecnologia de poços inteligentes já possui muitos anos de experiência de campo. Inúmeras publicações tem descrito como o controle de fluxo remoto e os sistemas de monitoração podem diminuir o número de intervenções, o número de poços e aumentar a eficiência do gerenciamento de reservatórios. Apesar da maturidade dos equipamentos de completação o conceito de poço inteligente integrado como um elemento chave do Digital Oil Field ainda não está completmente desenvolvido. Sistemas permanentes de monitoração nesse contexto tem um papel fundamental como fonte da informação a respeito do sistema de produção real visando calibração de modelos e minimização de incerteza. Entretanto, cada sensor adicional representa aumento de complexidade e de risco operacional. Um entendimento fundamentado do que realmente é necessário, dos tipos de sensores aplicáveis e quais técnicas de análises estão disponíveis para extrair as informações necessárias são pontos chave para o sucesso do projeto de um poço inteligente. Este trabalho propõe uma nova forma de tratar os dados em tempo real de poços inteligentes através da centralização do pré-processamento dos dados. Um modelo poço inteligente numérico para temperatura em regime transiente foi desenvolvido, testado e validado com a intenção de gerar dados sintéticos. A aplicação foi escolhida sem perda de generalidade como um exemplo representativo para validação dos algorítmos de limpeza e extração de características desenvolvidos. Os resultados mostraram aumento da eficiência quando comparados com o estado da arte e um potencial para capturar a influência mútua entre os processos de produção. / [en] Intelligent Well (IW) technology has built-up several years production experience. Numerous publications have described how remote flow control and monitoring capabilities can lead to fewer interventions, a reduced well count and improved reservoir management. Despite the maturity of IW equipment, the concept of the integrated IW as a key element in the Digital Oil Field still not fully developed. Permanent monitoring systems in this framework play an important role as source of the necessary information about actual production system aiming model calibration and uncertainty minimization. However, each extra permanently installed sensor increases the well s installation complexity and operational risk. A well-founded understanding of what data is actually needed and what analysis techniques are available to extract the required information are key factors for the success of the IW project. This work proposes a new framework to real-time data analysis through centralizing pre-processing. A numeric IW transient temperature model is developed, tested and validated to generate synthetic data. It was chosen without loss off generality as a representative application to test and validate the cleansing and feature extraction algorithms developed. The results achieved are compared with the state of the art ones showing advantages regarding efficiency and potential to capture mutual influence among processes.

[pt] Um dos principais desafios no mercado financeiro é simular preços mantendo a estrutura de correlação entre os inúmeros ativos de um portfólio. Análise de Componentes Principais emerge como uma solução para este último problema. Além disso, dada a incerteza presente nos mercados de commodities de derivados de petróleo, o investidor quer proteger seus ativos de perdas potenciais. Como uma alternativa a esse problema, a otimização de várias medidas de risco, como Value-at-risk, Conditional Value-at-risk e medida Ômega, são ferramentas financeiras importantes. Além disso, o backtest é amplamente utilizado para validar e analisar o desempenho do método proposto. Nesta dissertação, trabalharemos com um portfólio de commodities de petróleo. Vamos unir diferentes técnicas e propor uma nova metodologia que consiste na diminuição da dimensão do portfólio proposto. O passo seguinte é simular os preços dos ativos na carteira e, em seguida, otimizar a alocação do portfólio de commodities de derivados do petróleo. Finalmente, vamos usar técnicas de backtest, a fim de validar nosso método. / [en] One of the main challenges in the financial market is to simulate prices keeping the correlation structure among numerous assets. Principal Component Analysis emerges as solution to the latter problem. Also, given the uncertainty present in commodities markets, an investor wants to protect his/her assets from potential losses, so as an alternative, the optimization of various risk measures, such as Value-at-risk, Conditional Value-at-risk and Omega Ratio, are important financial tools. Additionally, the backtest is widely used to validate and analyze the performance of the proposed methodology. In this dissertation, we will work with a portfolio of oil commodities. We will put together different techniques and propose a new methodology that consists in the (potentially) decrease the dimension of the proposed portfolio. The following step is to simulate the prices of the assets in the portfolio and then optimize the allocation of the portfolio of oil commodities. Finally, we will use backtest techniques in order to validate our method.

O uso de dados biométricos da face para verificação automática de identidade é um dos maiores desafios em sistemas de controle de acesso seguro. O processo é extremamente complexo e influenciado por muitos fatores relacionados à forma, posição, iluminação, rotação, translação, disfarce e oclusão de características faciais. Hoje existem muitas técnicas para se reconhecer uma face. Esse trabalho apresenta uma investigação buscando identificar uma face no banco de dados ORL com diferentes grupos de treinamento. É proposto um algoritmo para o reconhecimento de faces baseado na técnica de subespaço LDA (PCA + LDA) utilizando uma rede neural SOM para representar cada classe (face) na etapa de classificação/identificação. Aplicando o método do subespaço LDA busca-se extrair as características mais importantes na identificação das faces previamente conhecidas e presentes no banco de dados, criando um espaço dimensional menor e discriminante com relação ao espaço original. As redes SOM são responsáveis pela memorização das características de cada classe. O algoritmo oferece maior desempenho (taxas de reconhecimento entre 97% e 98%) com relação às adversidades e fontes de erros que prejudicam os métodos de reconhecimento de faces tradicionais. / The use of biometric technique for automatic personal identification is one of the biggest challenges in the security field. The process is complex because it is influenced by many factors related to the form, position, illumination, rotation, translation, disguise and occlusion of face characteristics. Now a days, there are many face recognition techniques. This work presents a methodology for searching a face in the ORL database with some different training sets. The algorithm for face recognition was based on sub-space LDA (PCA + LDA) technique using a SOM neural net to represent each class (face) in the stage of classification/identification. By applying the sub-space LDA method, we extract the most important characteristics in the identification of previously known faces that belong to the database, creating a reduced and more discriminated dimensional space than the original space. The SOM nets are responsible for the memorization of each class characteristic. The algorithm offers great performance (recognition rates between 97% and 98%) considering the adversities and sources of errors inherent to the traditional methods of face recognition.

Esta tese foi dedicada à duas alternativas para tratamento dos lixiviados de aterros sanitários. A primeira delas, o tratamento consorciado do lixiviado com esgoto sanitário em sistemas aeróbios, teve como objetivo principal verificar se a remoção da matéria orgânica do lixiviado seria devida à biodegradação ou à simples diluição no esgoto sanitário. Para responder esse questionamento, propôs-se o método tentativo \"equivalente em ácido húmico\" (Eq.AH). Em ensaios com reatores de lodos ativados (10 L) operados em batelada, avaliaram-se as remoções de matéria orgânica e nitrogênio para diferentes misturas de lixiviado e esgoto sanitários brutos e pré-tratados, com proporções volumétricas de lixiviado de 0, 0,2, 2 e 5%. O tratamento foi mais eficiente para a mistura esgoto bruto e lixiviado pré-tratado por air stripping (para remoção da amônia) na proporção volumétrica de 2%. Essa condição foi avaliada em reatores piloto de lodos ativados (95 L) e biofiltro aerado submerso (178 L), alimentados continuamente com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 24 h. O reator piloto de lodos ativados removeu 59% do COD e a eficiência de nitrificação foi de 60%; enquanto que o biofiltro removeu 83% do COD e eficiência de nitrificação foi de 77%. Com o método tentativo Eq.AH, verificou-se que a remoção da matéria orgânica do lixiviado pré-tratado se deu por biodegradação parcial com o esgoto sanitário, resultado confirmado por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier. As remoções do COD Eq.AH nos reatores piloto de lodos ativados e biofiltro aerado submerso foram de, respectivamente, 47 e 71%. Adicionalmente, o monitoramento da remoção da matéria orgânica pôde ser realizado com eficácia pelo teste de coloração com nanquim, utilizando o método de classificação de tonalidades proposto nesta Tese. A segunda alternativa proposta nesta Tese consistiu no tratamento dos lixiviados bruto e pré-tratado com cal em reatores de lodos ativados. Os resultados, todavia, foram insatisfatórios: indicaram que essa alternativa se mostrou inviável: após 20 dias de aeração nos reatores de bancada alimentados em batelada, a remoção da matéria orgânica foi inferior a 40% e a remoção do nitrogênio foi devida à volatilização da amônia. / This thesis was dedicated to two alternatives for landfill leachate treatment. The first one, the aerobic co-treatment of leachate and domestic wastewater in aerobic systems, aimed to verify if the organic matter of leachate was removed by biodegradation or dilution with domestic wastewater. To answer this questioning, it was proposed the tentative method \"equivalent in humic acid\" (Eq.HA). In the experiments with bench-scale activated sludge reactors (10 L) operated in batch mode, it was evaluated the organic matter and nitrogen removal from mixtures containing raw and pre-treated leachate and domestic wastewater, at the volumetric ratios of 0, 0.2, 2 and 5%. The treatment was mostly efficient when it was used the mixture domestic wastewater and leachate pre-treated by air stripping (for ammonia removal), at a volumetric ratio of 2%. This condition was also evaluated in a pilot-scale activated sludge reactor (95 L) and a submerged aerobic biofilter (178 L), operated under continuous-flow regime with a 24-h hydraulic retention time. The pilot-scale activated sludge reactor removed 59% of DOC and nitrification efficiency was 60%; whereas the submerged aerobic biofilter removed 83% of DOC and nitrification efficiency was 77%. Using the Eq.HA approach, it was determined that pre-treated leachate organic matter removal was due to partial biodegradation with domestic wastewater, which was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. The removals of COD Eq.HA were 47% for the pilot-scale activated sludge reactor and 71% for the submerged aerobic biofilter. Aditionally, organic matter could be assessed with the India ink reverse stain test, using the proposed method for tonalities classification. The second alternative proposed by this Thesis consisted in the treatment of raw and pre-treated leachate by lime addition, using activated sludge reactors. The results did not indicate the feasibility of this alternative: after 20 days of aeration, the organic matter removal was lesser than 40%, and nitrogen was mostly removed by ammonia volatilization.

Esta tese foi dedicada à duas alternativas para tratamento dos lixiviados de aterros sanitários. A primeira delas, o tratamento consorciado do lixiviado com esgoto sanitário em sistemas aeróbios, teve como objetivo principal verificar se a remoção da matéria orgânica do lixiviado seria devida à biodegradação ou à simples diluição no esgoto sanitário. Para responder esse questionamento, propôs-se o método tentativo \"equivalente em ácido húmico\" (Eq.AH). Em ensaios com reatores de lodos ativados (10 L) operados em batelada, avaliaram-se as remoções de matéria orgânica e nitrogênio para diferentes misturas de lixiviado e esgoto sanitários brutos e pré-tratados, com proporções volumétricas de lixiviado de 0, 0,2, 2 e 5%. O tratamento foi mais eficiente para a mistura esgoto bruto e lixiviado pré-tratado por air stripping (para remoção da amônia) na proporção volumétrica de 2%. Essa condição foi avaliada em reatores piloto de lodos ativados (95 L) e biofiltro aerado submerso (178 L), alimentados continuamente com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 24 h. O reator piloto de lodos ativados removeu 59% do COD e a eficiência de nitrificação foi de 60%; enquanto que o biofiltro removeu 83% do COD e eficiência de nitrificação foi de 77%. Com o método tentativo Eq.AH, verificou-se que a remoção da matéria orgânica do lixiviado pré-tratado se deu por biodegradação parcial com o esgoto sanitário, resultado confirmado por espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier. As remoções do COD Eq.AH nos reatores piloto de lodos ativados e biofiltro aerado submerso foram de, respectivamente, 47 e 71%. Adicionalmente, o monitoramento da remoção da matéria orgânica pôde ser realizado com eficácia pelo teste de coloração com nanquim, utilizando o método de classificação de tonalidades proposto nesta Tese. A segunda alternativa proposta nesta Tese consistiu no tratamento dos lixiviados bruto e pré-tratado com cal em reatores de lodos ativados. Os resultados, todavia, foram insatisfatórios: indicaram que essa alternativa se mostrou inviável: após 20 dias de aeração nos reatores de bancada alimentados em batelada, a remoção da matéria orgânica foi inferior a 40% e a remoção do nitrogênio foi devida à volatilização da amônia. / This thesis was dedicated to two alternatives for landfill leachate treatment. The first one, the aerobic co-treatment of leachate and domestic wastewater in aerobic systems, aimed to verify if the organic matter of leachate was removed by biodegradation or dilution with domestic wastewater. To answer this questioning, it was proposed the tentative method \"equivalent in humic acid\" (Eq.HA). In the experiments with bench-scale activated sludge reactors (10 L) operated in batch mode, it was evaluated the organic matter and nitrogen removal from mixtures containing raw and pre-treated leachate and domestic wastewater, at the volumetric ratios of 0, 0.2, 2 and 5%. The treatment was mostly efficient when it was used the mixture domestic wastewater and leachate pre-treated by air stripping (for ammonia removal), at a volumetric ratio of 2%. This condition was also evaluated in a pilot-scale activated sludge reactor (95 L) and a submerged aerobic biofilter (178 L), operated under continuous-flow regime with a 24-h hydraulic retention time. The pilot-scale activated sludge reactor removed 59% of DOC and nitrification efficiency was 60%; whereas the submerged aerobic biofilter removed 83% of DOC and nitrification efficiency was 77%. Using the Eq.HA approach, it was determined that pre-treated leachate organic matter removal was due to partial biodegradation with domestic wastewater, which was confirmed by Fourier transform infrared spectroscopy. The removals of COD Eq.HA were 47% for the pilot-scale activated sludge reactor and 71% for the submerged aerobic biofilter. Aditionally, organic matter could be assessed with the India ink reverse stain test, using the proposed method for tonalities classification. The second alternative proposed by this Thesis consisted in the treatment of raw and pre-treated leachate by lime addition, using activated sludge reactors. The results did not indicate the feasibility of this alternative: after 20 days of aeration, the organic matter removal was lesser than 40%, and nitrogen was mostly removed by ammonia volatilization.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MariaFGM.pdf: 2684798 bytes, checksum: 4d672e17bab00bdd5d88eb70b9c57edf (MD5) Previous issue date: 2007-03-30 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / Many studies on environmental ecosystems quality related to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) have been carried out routinely due to their ubiquotus presence worldwide and to their potential toxicity after its biotransformation. PAH may be introduced into the environmet by natural and anthropogenic processes from direct runoff and discharges and indirect atmospheric deposition. Sources of naturally occurring PAHs include natural fires, natural oil seepage and recent biological or diagenetic processes. Anthropogenic sources of PAHs, acute or chronic, are combustion of organic matter (petroleum, coal, wood), waste and releases/spills of petroleum and derivatives (river runoff, sewage outfalls, maritime transport, pipelines). Besides the co-existence of multiples sources of PAH in the environmental samples, these compounds are subject to many processes that lead to geochemical fates (physical-chemical transformation, biodegradation and photo-oxidation), which leads to an alteration of their composition. All these facts make the identification of the hydrocarbons sources, if petrogenic, pyrolytic or natural, a challenge. One of the objectives of this study is to establish tools to identify the origin of hydrocarbons in environmental samples. PAH diagnostic ratios and PAH principal component analysis were tested on a critical area: Guanabara Bay sediments. Guanabara Bay is located in a complex urban area of Rio de Janeiro with a high anthropogenic influence, being an endpoint of chronic pollution from the Greater Rio and it was the scenario of an acute event of oil release in January 2000. It were quantified 38 compounds, parental and alkylated PAH, in 21 sediment samples collected in two surveys: 2000 and 2003. The PAH levels varied from 400 to 58439 ng g-1. Both tested techniques for origin identification of hydrocarbons have shown their applicability, being able to discriminate the PAH sources for the majority of the samples analysed. The bay sediments were separated into two big clusters: sediments with a clear pattern of petrogenic introduction of hydrocarbons (from intertidal area) and sediments with combustion characteristics (from subtidal region). Only a minority of the samples could not display a clear contribution of petrogenic or pyrolytic input. The diagnostic ratios that have exhibited high ability to distinguish combustion- and petroleum-derived PAH inputs for Guanabara Bay sediments were Phenanthrene+Anthracene/(Phenanthrene+Anthracene+C1Phenanthrene); Fluorantene/(Fluorantene+Pyrene); Σ (other 3-6 ring PAHs)/ Σ (5 alkylated PAH series). The PCA results prooved to be a useful tool for PAH source identification in the environment, corroborating the diagnostic indexes. In relation to the temporal evaluation carried out in this study, it was not verified significant changes on the class of predominant source of the samples. This result indicates that the hydrocarbons present in the Guanabara Bay sediments are mainly related to the long-term anthropogenic input and not directly related to acute events such as the oil spill of January 2000. This findings were similar to various international estuarine sites. Finally, this work had a complementary objective of evaluating the level of hydrocarbons exposure of the aquatic organisms of Guanabara Bay. It was a preliminary study in which a quantification of 12 individual biliar metabolites of PAH was performed in four demersal fish representing three different families. The analysed metabolites were 1-hydroxynaphtalene, 2-hidroxinaphtalene, 1hydroxyphenanthrene, 9-hydroxyphenanthrene, 2-hydroxyphenanthrene, 1hydroxypyrene, 3-hidroxibiphenil, 3- hydroxyphenanthrene, 1-hydroxychrysene, 9hydroxyfluorene, 4-hydroxyphenanthrene, 3-hydroxybenz(a)pyrene. The metabolites concentrations were found to be high, ranging from 13 to 177 ?g g-1, however they were similar to worldwide regions under high anthropogenic input. Besides the metabolites established by the used protocol, it was possible to verified high concentrations of three other compounds not yet reported in the literature. They were related to pyrolytic PAH contribution to Guanabara Bay aquatic biota: 1-hydroxypyrine and 3-hydroxybenz(a)pyrine isomers / In?meros estudos da qualidade de ecossistemas naturais em rela??o a contamina??o de hidrocarbonetos polic?ciclos arom?ticos (HPA) t?m sido desenvolvidos continuadamente face a sua presen?a ub?quoa em todo o planeta e ao seu potencial t?xico ap?s a biotransforma??o. A introdu??o dos HPA no meio ambiente pode ocorrer atrav?s de processos naturais e antropog?nicos, atrav?s de despejos e/ou drenagens e deposi??o atmosf?rica indireta. Fontes naturais de HPA incluem queimadas naturais, exsuda??es de ?leo e processos biog?nicos recentes. Fontes antropog?nicas de HPA, advindas de eventos cr?nicos ou agudos, s?o a combust?o incompleta de ?leo combust?vel automotivo e industrial, a queima intencional de madeira e planta??es, os despejos dom?sticos e industriais, as drenagens pluviais urbanas, os efluentes da ind?stria petrol?fera, os derrames acidentais de ?leo e derivados. Al?m da coexist?ncia de m?ltiplas fontes destes hidrocarbonetos nas amostras ambientais, os HPA est?o sujeitos a v?rios processos geoqu?micos que conduzem ? altera??o de sua composi??o qu?mica ao longo do tempo, tornando a identifica??o das fontes contaminantes, se petrog?nica, pirol?tica ou natural, um verdadeiro desafio. Desta forma, um dos objetivos deste estudo foi estabelecer ferramentas que possibilitem a determina??o das fontes de hidrocarbonetos no meio ambiente. Foram utilizadas raz?es diagn?sticas e an?lise de componentes principais de HPA, tendo sido quantificados 38 compostos, incluindo os HPA parentais e alquilados, em 21 amostras de sedimento da Ba?a de Guanabara, coletadas nos anos de 2000 e 2003. A Ba?a de Guanabara ? um ecossistema estuarino com elevada influ?ncia antropog?nica, que recebe polui??o cr?nica da regi?o metropolitana do Rio de Janeiro e que foi cen?rio de um derrame de ?leo em janeiro de 2000. As concentra??es de HPA nos sedimentos estudados apresentaram-se na faixa de 400 a 58439 ng g-1. Ambas as t?cnicas de diferencia??o de fontes de HPA testadas, raz?es diagn?sticas e an?lise de componentes principais, demonstraram sua aplicabilidade, permitindo a diferencia??o das fontes de HPA para a maioria dos sedimentos da ba?a, que foram divididos em dois grandes grupos: sedimentos com padr?es de introdu??o de hidrocarbonetos predominantemente petrog?nicos e sedimentos com caracter?sticas de combust?o. Apenas uma minoria de amostras n?o apresentou com nitidez a natureza de sua contamina??o. As raz?es que apresentaram maior capacidade em diferenciar as fontes de HPA foram Fluoranteno / (Fluoranteno + Pireno), (Fenantreno + Antraceno) / (Fenantreno + Antraceno + C1Fenantreno) e o ?ndice pirol?tico, Σ (HPA parentais de 3-6 an?is) /Σ (5 s?ries de HPA alquilados). Na avalia??o temporal realizada neste estudo n?o foram verificadas varia??es significativas na natureza das fontes contaminantes predominantes na ba?a, revelando que os hidrocarbonetos presentes est?o correlacionados principalmente com os aportes cr?nicos e n?o diretamente com eventos agudos como o derrame de ?leo ocorrido em janeiro de 2000. Este estudo teve como segundo objetivo a avalia??o preliminar do n?vel de exposi??o a que os organismos aqu?ticos da Ba?a de Guanabara est?o submetidos, atrav?s da quantifica??o de 12 metab?litos individuais de HPA presentes em bile de peixe de quatro esp?cies demersais representativas de tr?s fam?lias diferentes. Os metab?litos analisados foram 1-hidroxinaftaleno, 1-hidroxifenantreno, 9hidroxifenantreno, 2-hidroxinaftaleno, 2-hidroxifenantreno, 1-hidroxipireno, 3hidroxibifenila, 3-hidroxifenantreno, 1-hidroxicriseno, 9-hidroxifluoreno, 4hidroxifenantreno, 3-hidroxibenzo(a)pireno. As concentra??es encontradas nas esp?cies de peixes analisadas mostraram-se elevadas, na faixa de 13 a 177 ?g g1, por?m similares ?s encontradas em algumas regi?es de grande influ?ncia antropog?nica, tanto no Brasil quanto no exterior. Al?m dos metab?litos estabelecidos pela metodologia utilizada, foi poss?vel quantificar tr?s compostos, ainda n?o reportados na literatura, em concentra??es relevantes. Estes metab?litos, relacionados a contribui??o pirol?tica de HPA aos organismos aqu?ticos da Ba?a de Guanabara, s?o is?meros de 1-hidroxipireno e de 3-hidroxibenzo(a)pireno