Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Programa de Pós-Graduação em Geologia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-05-03T19:08:46Z No. of bitstreams: 1 2016_DanielFerreiraAraújo.pdf: 9114670 bytes, checksum: d2b790cb6c651862ed0f42dd07505f65 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-05-08T16:58:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_DanielFerreiraAraújo.pdf: 9114670 bytes, checksum: d2b790cb6c651862ed0f42dd07505f65 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-08T16:58:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_DanielFerreiraAraújo.pdf: 9114670 bytes, checksum: d2b790cb6c651862ed0f42dd07505f65 (MD5) Previous issue date: 2017-05-08 / Zonas costeiras do mundo afora estão sob forte pressão da contaminação antrópica, uma vez que a população global e as atividades econômicas concentram-se ao longo das costas e dos estuários. A ameaça de contaminantes nestes ecossistemas torna imperativo o desenvolvimento de ferramentas capazes de detectar mudanças biogeoquímicas no intuito de auxiliar a prevenção, o monitoramento e a predição de riscos em estudos ambientais. Assim, esta tese investiga a geoquímica isotópica do Zinco (Zn) de forma a desenvolver uma ferramenta capaz de traçar fontes naturais e antrópicas, identificar processos biogeoquímicos e possibilitar o biomonitoramento de contaminação metálica em áreas costeiras e mangues. Para este fim, composições isotópicas de Zn foram determinadas em várias amostras naturais coletadas na baía de Sepetiba (sudeste do Brasil), um estuário lagunar impactado por uma costa industrializada próximo à cidade do Rio de Janeiro. Esta baía constitui um laboratório natural ideal para avaliação do sistema isotópico de Zn para questões ambientais, pois apresenta importantes ecossistemas de interesse comercial e ecológico – estuários, mangues e planícies de maré – ameaçados pela contaminação de uma antiga atividade galvânica e outras fontes difusas. As amostras coletadas incluem testemunhos de sedimento, sedimentos superficiais de mangue, folhas de árvores de mangue, tecido mole de moluscos bivalves (ostras e mexilhões) e rochas. Minérios do depósito de Vazante (Minas Gerais, Brasil), também foram coletadas para representar a matéria-prima utilizada na antiga atividade galvânica. Primeiramente, um trabalho laboratorial inicial estabeleceu um método acurado e preciso para determinações isotópicas de Zn em amostras naturais por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado e multi-coletor (MC-ICP-MS). Análises espaciais e temporais dos resultados das composições isotópicas de Zn de amostras de sedimento e rocha se ajustam à um modelo de mistura entre três membros finais: i) materiais continentais carreados pelos rios; ii) fontes marinhas; e iii) uma fonte antropogênica principal associada a antigos rejeitos de galvanoplastia lançados na baía. Testemunhos de sedimento coletados na planície lamosa mostraram altas correlações entre as composições isotópicas de Zn e fator de enriquecimento de Zn, sugerindo (i) uma boa preservação dos registros isotópicos de fontes naturais e antrópicas, e (ii) ausência de fracionamento isotópicos significativos durante o transporte de sedimentos ou em reações diagenéticas pós-deposição no sistema estuarino. O testemunho de sedimento coletado em um mangue localizado na zona impactada pelos antiga atividade galvânica apresentou níveis de Zn acima de 4% (peso seco) e preservou as assinaturas isotópicas dos rejeitos da galvanoplastia. Entretanto, há evidências de que processos biogeoquímicos promovidos por processos hidrodinâmicos, biotubarção e rizosfera podem alterar sutilmente as assinaturas isotópicas em algumas camadas do perfil. Cálculos baseados neste modelo de mistura quantificaram contribuições da principal fonte antropogênica variando de valores desprezíveis em períodos pré-industriais até 80% durante períodos da atividade eletrogalvânica entre as décadas de 60 e 90. A sistemática dos isótopos de Zn de bivalves não foi associada a processos de mistura de fonte. Em vez disso, suas assinaturas bioisotópicas parecem estar relacionadas às diferentes rotas de bioacumulação, i.e, via incorporação da fase dissolvida ou particulada. A hipótese é que na zonas severamente impactadas pelos antigos rejeitos da galvanoplastia, os bivalves incorporam altas concentrações de Zn na fase dissolvida através das brâquias, enquanto fora desta zona, estes organismos incorporam o Zn lábil ligado ao material partículado durante a digestão. Assinaturas isotópicas de Zn de folhas também não permitiram a identificação de fontes por causa do significativo fracionamento isotópico durante a incorporação do Zn pelas raízes. Folhas de ambientes contaminados apresentaram padrões isotópicos de Zn diferentes dos padrões encontrados em folhas de áreas pouco ou não contaminadas. Estes padrões podem estar associados à ativação de mecanismos de tolerância pelas árvores do mangue onde as concentrações de Zn atingem concentrações tóxicas. Em conclusão, as composições isotópicas de Zn de amostras abióticas como sedimentos são efetivas para detectar mudanças biogeoquímicas desencadeadas por atividades antrópicas e, portanto, podem ser úteis para dar suporte à prevenção, ao monitoramento e à predição de riscos em áreas impactadas pela contaminação metálica. Amostras biológicas de moluscos bivalves e folhas de árvores de mangue não são adequadas para traçar fontes, porém, os distintos padrões isotópicos de Zn encontrados para amostras de ambientes altamente contaminados são promissores para aplicar isótopos de Zn como biomarcadores de reações metabólicas e efeitos fisiológicos associados à contaminação metálica. Futuras investigações são necessárias para compreender as relações entre a especiação de Zn, mecanismos de incorporação e as assinaturas bioisotópicas de tecidos de bivalves e folhas. / Coastal areas worldwide are under strong pressure from anthropogenic contamination, as most of the global population and of economic activities are concentrated along the coasts and estuaries. The threaten of contaminant releasing into these ecosystems makes imperative the development of tools capable of detecting biogeochemical changes in order to help prevention, monitoring and prediction of risks in environmental studies. In this way, this thesis investigates the isotope biogeochemistry of Zinc (Zn) in order to develop a tool capable of tracing natural and anthropogenic sources, identifying biogeochemical processes and enabling the biomonitoring of metal contamination in coastal areas and mangroves. To this end, Zn isotopes compositions were determined in several natural samples collected from Sepetiba bay (southeastern Brazil), an estuarine-lagoon impacted by an industrialized coastal area near Rio de Janeiro. This bay constitutes an ideal natural laboratory for evaluating the Zn isotopic system to environmental issues, since it hosts important ecosystems of commercial and ecological interest – estuaries, mangroves and tidal flats – threaten by the metal contamination resultant of old electroplating activity and other anthropogenic diffuse sources. The collected samples include sediment cores, surface mangrove sediments, suspended particulate matter (SPM), leaves of mangrove’s trees, tissues of bivalve mollusks (oysters and mussels) and rocks. Ores from Vazante deposit, Brazil were collected to represent the raw material used in the old electroplating industry. Firstly, an initial laboratory work established a method for accurate and precise determinations of Zn isotope compositions in natural samples by multi-collector inductively coupled plasma-mass spectrometry (MC-ICP-MS). Spatial and temporal analysis of Zn isotope compositions of sediment and rock samples fits well in a model of mixing between three main end-members: i) continental materials brought via rivers; ii) marine sources; and iii) a major anthropogenic source associated to the old electroplating wastes released into the bay. Sediment cores collected in the mud flat showed high correlation between Zn isotope compositions and Zn enrichment factors, suggesting (i) good preservation of isotopic records of natural and anthropogenic sources and (ii) no significant isotopic fractionation during sediment transport or as a result of diagenetic reactions post-deposition in the estuarine system. The sediment core sampled from a mangrove located in the zone impacted by the old electroplating activity presented levels of Zn up to 4% (dry weight) and preserved the isotopic signatures of electroplating wastes. However, there is evidence that biogeochemical processes triggered by hydrodynamics, bioturbation or rhizosphere processes slightly changed the isotopic signatures in some layers. Calculations based in this mixing model quantified contributions of the major anthropogenic source of Zn, ranging from negligible values in the pre-industrial period to nearly 80% during periods of electroplating activities between the 60’s and 90’s. The Zn isotope systematics of mollusc bivalves were not associated to mixing process of sources. Instead, these bioisotopic signature seems related to different routes of bioaccumulation, i.e. uptake via dissolved or particulate phase. It is hypothesized that in the zone heavily impacted zone by old electroplating wastes, the bivalves incorporate the high levels of Zn in the dissolved phase though the bivalve gills, while outside this zone, these organisms incorporate the labile Zn bound to particulate matter during the gut digestion. Zinc isotopic signatures of leaves did not also allowed identification of sources due to the significant isotopic fractionation during Zn uptake by the roots. Leaves of sites highly contaminated presented different Zn isotopic patterns of those of low or no contaminated sites. These patterns may be associated to activation of tolerance mechanisms of mangrove’s trees where Zn reach toxic levels. To conclude, Zn isotopes compositions of abiotic samples such as sediments are effective to detect biogeochemical changes triggered by anthropogenic activities and, therefore, can be useful to support prevention, monitoring and prediction of risks in coastal sites impacted by metal contamination. Biological samples of mollusc bivalves and leaves of mangrove’s trees are not suitable to sources tracing, but the distinct isotopic patterns of Zn found for those samples from sites highly contaminated are promising as biomarkers of metabolic pathways and physiological effects associated to metal contamination. Future investigations are required to constrain the relationships among Zn speciation, uptake mechanisms and the Zn bioisotopic of leaves and bivalve tissues. / Les zones côtières du monde entier sont sous fort pression de contamination anthropique comme conséquence de la concentration de la plupart de la population mondiale et des activités économiques le long des côtes et des estuaires. La menace de contaminant sur les écosystèmes rend primordial le développement d’outils capable de détecter les modifications biogéochimiques en vue d’aider dans la prévention, la gestion, et la prédiction de risques dans les études environnementales. Dans ce but, cette thèse étudie la biogéochimie des isotopes du Zinc (Zn) en vue de développer un outil capable de tracer les sources naturelles et anthropiques, d’identifier les processus biogéochimiques et de permettre à la biosurveillance de la contamination par les métaux dans les zones côtières et les mangroves. A cette fin, les compositions isotopiques du Zn ont été déterminées à plusieurs échantillons naturels prélevés dans la baie de Sepetiba (au sud-est du Brésil), un estuaire lagunaire affecté par une côte industrialisée située près de Rio de Janeiro. Cette baie constitue un laboratoire naturel idéal pour valider le système isotopique du Zn. En effet, cette zone héberge des écosystèmes d’intérêt commercial et écologique –estuaire, mangrove, estran- menacés par la contamination d’une ancienne activité de galvanoplastie, et d’autres sources diffuses. Les échantillons collectés comprennent des carottes de sédiments, des sédiments de la superficie des mangroves, des matériaux particulaires en suspension (SPM), des feuilles provenant d’arbres de mangrove, des tissus de mollusques bivalves (huîtres et moules) et des roches. Minéraux de dépôt de Vazante (Brésil) ont été collecté pour representé matière première utilisée par l’industrie de la galvanoplastie. Tout d’abord, un travail initial de laboratoire a établi une méthode exacte et précise pour les déterminations isotopiques Zn en échantillons naturelles par spectrométrie de masse avec plasma couplé par induction et multicollecteur (MC-ICP-MS). Des analyses spatiales et temporelles des compositions isotopiques du Zn des échantillons de sédiments et de roches s’ajustent bien à un modèle de mélange entre trois principales extrémités : i) les matériaux continentaux charriés par les rivières ; ii) les sources marines ; et iii) une source anthropique majeure associée aux anciens déchets de galvanoplastie jetés dans la baie. Les carottes de sédiment collectées dans la vasière ont montré une haute corrélation entre la composition isotopique du Zn et le facteur d’enrichissement du Zn. Ceci suggère : i) une bonne préservation du registre isotopique des sources naturelle et anthropique, ii) l’absence de fractionnement isotopique significatif durant le transport de sédiments ou durant les réactions diagénétiques pos-dépositions dans le système estuarien. La carotte de sédiments collectée dans la mangrove, située dans la zone impactée par l’ancienne activité galvanoplastique a présenté des concentrations de Zn au-dessus de 4% (pèse sec) et a préservé les signatures isotopiques des déchets de la galvanoplastie. Cependant, il est évident que les processus biogéochimiques déclenchés par les processus hydrodynamiques, par la bioturbation, et par la rhizosphère peuvent altérer les signatures isotopiques de certaines couches de sédiment. Les calculs basés sur ce modèle de mélange quantifient les contributions de la principale source anthropique variant de valeurs négligeables en périodes préindustrielles jusqu’aux 80% pendant les périodes d’activités de galvanoplastie entre les années 60 and 90. La systémique des isotopes du Zn des mollusques bivalves n’est pas associée au processus de mélange des sources. Au lieu de cela, ces signatures bioisotopiques semblent liées à différentes routes de bioaccumulations, i.e. par l’incorporation de phase dissoute ou de particules. L’hypothèse est que, dans les zones sévèrement impactées par les anciens rejets de galvanoplastie, les bivalves incorporent les hautes concentrations du Zn sous forme dissoute via les branchies. Cependant, hors de cette zone, ces organismes incorporent via la digestion le Zn labile. Les signatures isotopiques du Zn des feuilles également n’ont pas permis l’identification des sources en raison du fractionnement isotopique significatif au cours de l’incorporation du Zn par les racines. Les feuilles des sites hautement contaminé ont montré des standards isotopiques du Zn diffèrent des feuilles des sites peu ou non contaminé. Ces standards peuvent être associés à l’activation de mécanismes de tolérance par les arbres de la mangrove où le Zn atteint des niveaux toxiques. En conclusion, les compositions isotopiques du Zn des échantillons abiotiques, comme les sédiments, permettent de détecter les changements biogéochimiques déclenchés par des activités anthropiques. Ainsi, elles sont utiles pour donner des supports á la prévention, á la gestion, et á la prédiction de risques dans les zones impactées par la contamination métallique. Échantillons biologiques de mollusques bivalves et de feuilles provenant d’arbres de mangroves ne sont pas appropriés pour tracer les origines du Zn. Cependant, les distinctes compositions isotopiques du Zn des échantillons collecté aux sites hautement contaminé sont prometteurs pour l’application de ces isotopes comme marqueurs biologiques de réactions métaboliques et de réponse physiologiques. Toutefois, il faut plus de recherches afin de comprendre la relation entre la speciation du Zn, mécanismes de d’incorporation et les signatures bioisotopiques de cet élément dans les tissus de bivalves et feuilles.

A mistura sulfato de cobre e óxido de cálcio (calda bordalesa) é utilizada na cultura da videira (Vitis vinifera) para o controle de doenças fúngicas desde o final do século IX e em muitos casos tem proporcionado aumentos significativos no teor de cobre no solo, o que pode influenciar no crescimento vegetal, nos microorganismos e nas propriedades químicas do solo. Para avaliar a relação cobre-solo-planta, foram conduzidos cinco estudos em laboratório e casa-devegetação, utilizando solos da região vitivinícola da Encosta Superior do Nordeste do Rio Grande do Sul (RS) com e sem a aplicação de calda bordalesa. No primeiro, avaliou-se a distribuição do cobre, tanto em concentração quanto nas formas, em diferentes camadas de solos com e sem a aplicação de cobre. No segundo, avaliou-se a capacidade de cinco espécies vegetais (videira (Vitis vinifera), aveia (Avena strigosa), milho (Zea mays), cenoura (Daucus carota) e nabo (Brassica rapa)) de se desenvolverem em dois solos contaminados com cobre e um sob mata nativa e a possibilidade de se utilizar cama-de-aviário para diminuir a disponibilidade e absorção do cobre por plantas de aveia. No terceiro, avaliou-se a capacidade máxima de adsorção de alguns solos representativos do cultivo de videira no RS, através do modelo matemático descrito pela equação de Langmuir. No quarto estudo, avaliou-se o efeito do cobre, aplicado em doses crescentes num solo arenoso, sobre a cultura de milho e a possibilidade de eliminação da toxicidade pela aplicação de manganês e ferro via foliar. No quinto estudo, avaliou-se o teor de cobre na região apoplástica e simplástica das raízes de maior atividade da videira cultivada em solo calcário e o teor total nas raízes, ramos e folhas. Avaliou-se também o efeito desse na absorção dos outros nutrientes e a atividade das enzimas catalase e superóxido dismutase nas raízes de maior atividade. O cobre aplicado nas folhas e ramos de videira para o combate de doenças fúngicas, com o passar do tempo, se acumula no solo, principalmente na camada superficial. A capacidade máxima de adsorção de cobre foi proporcional ao teor de matéria orgânica e varia com o valor de pH e de CTC do solo. A resposta das plantas às diferentes concentrações de cobre no solo depende da espécie utilizada e do tipo de solo. Em gramíneas (milho e aveia) e na videira, o cobre se acumulou em maior quantidade nas raízes; na cenoura e no nabo houve maior translocação para a parte aérea. A aplicação de Fe e de Mn via foliar não eliminou nem diminuiu os sintomas de toxidez por cobre. Nas raízes de maior atividade da videira, o maior teor de cobre foi obtido na região apoplástica; nas raízes de nabo, no entanto, o maior teor foi obtido na região simplástica. Altos teores de cobre em solo calcário e arenoso também reduziram a absorção de outros nutrientes pela videira. O aumento na atividade enzimática, possivelmente, reduziu o estresse oxidativo causado pelo metal, e a diminuição pode ser indicativa da insuficiência enzimática para esta proteção. / The repeated use of Bordeaux mixture [Ca(OH)2 + CuSO4] as a fungicide to control vine downy mildew has led to a long-term accumulation of Cu in the topsoils of vineyards throughout the world which may influence on the development of plants, activity of microorganisms, and on chemical properties of the soil. To evaluate the relationship copper-soil-plant, five studies were conducted in laboratory and green house using soils from vine-growing areas of the State of Rio Grande do Sul (RS), Brazil, with and without copper application. In the first study, copper distribution, either in concentration or in forms, was evaluated in different depths in soil samples from areas where copper has been applied and from a native one. In the second, the capacity of five different plant species of growing on two contaminated soils and in one uncontaminated was evaluated. In this study, the use of poultry manure as a mean of controlling the availability of copper to oat plants (Avena strigosa) was also tested. In the third study, the soil maximum sorption capacity was evaluated through Languimir model using soils from the representative vineyard region of RS State. In the fourth study, the use o Mn and Fe via foliar application was tested on Zea mays plants in order to mitigate copper toxicity in sandy soil with high doses of copper added. In the fifth study, the amount of copper present in apoplast and symplast region of roots of highest activity, and the total amount in branches and leaves of grape plants were evaluated. In this study, the effect of high levels of copper in soil on other nutrients absorption, and the catalase and superoxide dismutase enzymes activity were also measured. The results have shown that copper applied to vineyards as fungicide, with time, accumulates in the upper part of the soil. Tha maximum soil sorption capacity was directly proportional to soil organic matter and varied according to pH and CEC values. The plant response to different soil copper concentrations was related to the species and soil type utilized. With grasses (Zea mays and Avena strigosa) and vine, copper accumulated in higher quantities in roots, while in carrot (Daucus carota) and turnip (Brassica rapa) it was transferred to the upper part. The foliar application of iron and manganese did not eliminate nor dimmed the copper toxicity symptoms. In high activity vine roots, copper accumulated in the apoplastic region, meanwhile, for carrot and turnip tubers, the highest concentration was observed in the symplastic region. In a calcaric arenic soil with high amount of copper, the absorption of other essential nutrients was also affected in vine plants. The increasing of enzyme activities with copper increments in soil possibly indicates a reducing oxidative stress caused by this metal. However, excessive concentrations of copper in soil may counteract this effect by leveling or diminishing the enzyme activities.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-05-12T20:35:03Z No. of bitstreams: 1 2017_PatríciaPorteladeMedeirosBrunale.pdf: 2286800 bytes, checksum: e9fab1a536ad697ef8cd47ef54b81a75 (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline (jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2017-05-17T14:25:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_PatríciaPorteladeMedeirosBrunale.pdf: 2286800 bytes, checksum: e9fab1a536ad697ef8cd47ef54b81a75 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-17T14:25:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_PatríciaPorteladeMedeirosBrunale.pdf: 2286800 bytes, checksum: e9fab1a536ad697ef8cd47ef54b81a75 (MD5) / Com a crescente demanda mundial de combustíveis e materiais oriundos do petróleo, são necessárias alternativas sustentáveis a fim de minimizar o impacto ambiental. Assim sendo, o biodiesel é uma alternativa para substituição do óleo de diesel fóssil. Biofilmes microbianos são formados nas interfaces óleo/água em tanques de armazenamento contendo a mistura de biodiesel e diesel, diminuindo a qualidade dos combustíveis, o que leva a perdas econômicas e ambientais, pois a combustão não eficiente acarreta na perda de potencia do veiculo e pode aumentar a emissão de gases do efeito estufa (BÜCKER et al., 2014). A contaminação microbiana de combustível pode ocorrer em vários pontos do sistema de distribuição deste, mas é particularmente evidente durante a armazenagem, especialmente se há água livre no reservatório (BÜCKER et al., 2014). É fundamental conhecer os principais contaminantes desses combustíveis para que sejam propostas medidas que possam aliviar esse problema. Atualmente, o monitoramento da qualidade é feito apenas na usina e nos postos de combustiveis. Portanto, a contaminação destes combustiveis pode ocorrer durante o transporte e/ou armazenamento, que é um problema a ser estudado. Neste trabalho, amostras de diesel S 500 foram obtidas em uma distribuidora e uma amostra de diesel S500 + B7 no posto de gasolina. As amostras foram acondicionadas em frascos e transportadas para o laboratório onde foram armazenadas em tanques de 10L para realização do estudo microbiano em condições que mimetizam o armazenamento nos postos de combustiveis. Para a determinação da dinâmica populacional das comunidades microbianas contaminantes por técnicas dependentes de cultivo, as amostras armazenadas em tanque por diferentes tempos foram filtradas e os microrganismos isolados pelo método de isolamento total de bactérias, leveduras e fungos filamentosos. Após cultivo, os microrganismos foram purificados e armazenados, formando um banco de microrganismos contaminantes dos combustíveis. A identificação destes microrganismos foi realizada por abordagem polifásica, baseada na sequencias de genes codificadores de RNA ribossomal (rDNA). Foram encontradas as seguintes espécies prováveis de bactérias: Paenibacillus taichungensis (T), Lysinibacillus macroides (T), Bacillus subtilis, Bacillus safensis, Bacillus toyonensis (T), Bacillus pumilus, Bacillus cereus, Janibacter melonis (T), Bacillus anthracis (T), Bacillus amyloliquefaciens (T), Bacillus tequilensis (T) e Bacillus licheniformis (T). E, foram encontrados os gêneros de fungos: Paecilomyces, Byssochlamys e Aspergillus e as prováveis espécies de Aspergillus fumigatus e tamarii. / Given the growing world demand for fuels and materials derived from petroleum which cause great environmental impact, renewable and more environmentaly friendly alternatives are needed. Therefore, biodiesel is a substitute alternative for fossil diesel oil. Microbial biofilms are formed at the oil / water interfaces in storage tanks containing the blend of biodiesel and diesel, reducing fuel quality and increasing economic and environmental losses, because inefficient combustion can causes loss of vehicle power and can increase greenhouse gas emissions (BÜCKER et al., 2014). Microbial fuel contamination can occur at various points in the fuel distribution system, but is particularly evident during storage, especially if there is free water in the reservoir (BÜCKER et al., 2014). It is essential to identify the main microbial contaminants of this biofuel so that effective measures can proposed to alleviate this problem. Currently, this fuel quality is monitored only at the distributor plant and in the fuel stations. Therefore, contamination of this fuel during transportation and storage is a problem that needs to be studied. The S 500 Diesel samples were obtained from the distributor and the S500 + B7 diesel samples were obtained at a gas station. The samples were transported to the lab in flasks, and then stored in 10L tanks that mimicked storage conditions in the gas station to perform the study of microbial contaminants. For the determination of the population dynamics of microbial communities by culture-dependent techniques, the samples from fuel stored for different legths of time were filtered and bacteria, yeasts and filamentous fungi were isolated. After culturing, the microorganisms obtained were purified and stored, forming a bank of microbial contaminants found in fuel. The identification of microoraganisms was performed using a polyphasic approach, based on sequences for ribosomal RNA genes and biochemical. The probable species of bacteria that were found: Paenibacillus taichungensis (T), Lysinibacillus macroides (T), Bacillus subtilis, Bacillus safensis, Bacillus toyonensis (T), Bacillus pumilus, Bacillus cereus, Janibacter melonis (T), Bacillus anthracis (T), Bacillus amyloliquefaciens (T), Bacillus tequilensis (T) e Bacillus licheniformis (T). And, the probable genera of fungi that were found: Paecilomyces, Byssochlamys e Aspergillus, and probables species are Aspergillus fumigates e tamarii.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-07-27T14:32:41Z No. of bitstreams: 1 2017_RomairaGuedesRodrigues.pdf: 2198966 bytes, checksum: 3fe8c9e11ec884b6de26e2c0a7a628a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-08-29T20:58:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_RomairaGuedesRodrigues.pdf: 2198966 bytes, checksum: 3fe8c9e11ec884b6de26e2c0a7a628a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-29T20:58:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_RomairaGuedesRodrigues.pdf: 2198966 bytes, checksum: 3fe8c9e11ec884b6de26e2c0a7a628a3 (MD5) Previous issue date: 2017-08-29 / O aumento da produção de fontes de energias alternativas oriundas de biomassas renováveis em especial biocombustíveis, como o etanol, em substituição gradual do petróleo é visto como um importante contribuinte para o desenvolvimento de uma sociedade industrial sustentável e eficaz. O Brasil é o produtor de etanol mais competitivo do mundo, com um mercado doméstico bem desenvolvido, cada vez mais estimulado pelo crescimento das vendas de carros “flex-fuel”. A produção de etanol é realizada por processo fermentativo, graças à ação biológica das leveduras, que convertem os açúcares presentes no mosto, em etanol, gás carbônico e compostos secundários. Entretanto, este processo está sujeito à contaminação por leveduras selvagens, caracterizadas por estarem presentes no processo fermentativo sem terem sido selecionadas para a condução da produção de álcool, competindo pelo substrato e causando problemas ao processo. O objetivo desse trabalho foi estudar a diversidade de micro-organismos contaminantes em duas etapas do processo de produção do etanol. Amostras de mosto e vinho foram coletadas de duas usinas de produção de etanol no estado de Goiás. Foi realizada contagem microbiana ao longo da safra. As colônias selecionadas foram isoladas e armazenadas em glicerol a -80C°C. Foi realizada caracterização fisiológica, não só para a identificação de morfotipos que se destacaram para a produção de etanol como também para a síntese de compostos orgânicos como ácido acético e succínico. Foi realizada a extração de DNA das amostras isoladas em meio YPD e amplificação por PCR das regiões D1-D2 que codifica o gene 28 S para levedura para identificação taxonômica. As sequências geradas foram analisadas utilizando –se banco de dados específico para o gene em questão. As espécies de leveduras que indicaram os maiores hits e destacaram-se nas amostras de mosto e vinho das usinas foram Candida tropicalis, Pichia kudriavzevii e Saccharomyces cerevisae. O conhecimento a respeito dos micro-organismos contaminantes permite a possibilidade de fortalecimento no programa de monitoramento da dinâmica de linhagens de leveduras no processo produtivo das indústrias, pois condições adequadas de assepsia, de armazenamento de melaço, limpeza das dornas e canalizações, e dificuldades para esterilizar grandes volumes de mosto são práticas que contribuem na diminuição do nível de micro-organismos contaminantes. / Increase in production of alternative energy sources deriving from renewable biomass, in particular biofuels like ethanol, in gradual substitution to petrol is perceived as an important contributor for the development of a sustainable and effective industrial society. Brazil is the most competitive ethanol producer of the world, with a well developed domestic market, increasingly stimulated by the growth in sales of flex-fuel cars. Ethanol production is carried out by fermentation process, thanks to the biological action of yeasts, which convert the sugars present in the sugar cane juice into ethanol, carbon dioxide and secondary compounds. However, this process is at risk of contamination by wild strains, characterized by being present in the fermentative process even though they were not selected for the alcool production, and thus competing for substrate and causing problems to the process. The objective of this work was to study the diversity of contaminanting microorganisms in two stages of ethanol production process. Samples of sugar cane juice and wine were collected from two ethanol production plants in the state of Góias. Microbial counting was carried out throughout the harvest. The selected colonies were isolated and stored in glycerol at -80 ° C. Physiological characterization was performed, not only for the identification of morphotype that stood out for ethanol production, but also for the synthesis of organic compounds such as acetic and succinic acid. DNA extraction from samples isolated in YPD medium and amplification through PCR of the D1-D2 regions, which codes for yeast 28S gene were performed for taxonomic Identification. The generated sequences were analyzed using a specific database for the gene in question. The yeast species that had the highest hits and stood out both at sugar cane juice and wine from the distillery were Candida tropicalis, Pichia kudriavzevii and Saccharomyces cerevisiae. Knowledge about contaminating microorganisms allows the possibility of strengthening the monitoring program of the dynamics of yeast strains in the production process of the industries, since adequate conditions of asepsis, storage of molasses, cleaning pipes and difficulties for sterilizing large volumes of sugar cane juice are habits that contribute to the reduction of contaminating microorganisms levels.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade UnB Planaltina, Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-24T16:49:58Z No. of bitstreams: 1 2017_ArianedeAlmeidaRodrigues_PARCIAL.pdf: 3438685 bytes, checksum: 35cf200570cec899215e3512754fafce (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-05-21T19:59:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_ArianedeAlmeidaRodrigues_PARCIAL.pdf: 3438685 bytes, checksum: 35cf200570cec899215e3512754fafce (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-21T19:59:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_ArianedeAlmeidaRodrigues_PARCIAL.pdf: 3438685 bytes, checksum: 35cf200570cec899215e3512754fafce (MD5) Previous issue date: 2018-05-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / As zonas de amortecimento no entorno de unidades de conservação podem minimizar os impactos antrópicos negativos e estimular o uso sustentável dos recursos naturais. Por outro lado, o uso da terra nessas zonas pode potencialmente deteriorar os processos ecológicos e a conservação da biodiversidade dentro da área protegida. Neste estudo, abordamos a interação homem-ambiente nas zonas de amortecimento de 13 Parques Nacionais do Cerrado Brasileiro, sob dupla perspectiva: como ecossistemas vulneráveis sob intensa pressão de conversão do uso da terra e como importantes fontes de serviços que sustentam o bem-estar humano. Foram realizadas duas análises. A primeira teve como objetivo apontar oportunidades para expandir e complementar as atrações turísticas em torno de oito Parques Nacionais abertos para visitação, aproveitando suas vistas panorâmicas. Os métodos foram baseados em atributos biofísicos derivados de sensoriamento remoto, três categorias principais relacionadas à qualidade visual e ecológica e seis indicadores. Os resultados identificaram perfis para os parques selecionados, relacionando suas características biofísicas com seu principal potencial turístico. As topografias mais acidentadas, em geral, foram associadas a maior amplitude de escala visual e complexidade, enquanto topografias planas favorecem serviços recreativos relacionados à água. A segunda análise investigou áreas protegidas mais sensíveis a distúrbios de mudanças do uso e cobertura do solo transportadas por fluxos hidrológicos. A partir de dados de sensoriamento remoto, foram identificados três fatores que influenciam a sensibilidade ambiental, abrangendo características naturais pedológicas e hidrológicas, bem como medidas de exposição à conversão do uso e cobertura do solo na zona de amortecimento. Os resultados revelaram três grupos de parques a serem priorizados para aplicação de medidas de mitigação e prevenção. O grupo classificado como de alto risco sustenta altas taxas de conversão em suas zonas de amortecimento e outras características que agravam os impactos potenciais. O grupo classificado como de alto uso da terra mostrou as maiores taxas de conversão em suas zonas de amortecimento e também deveria ser priorizado para manejo adaptativo. Outro grupo de parques exibiu grande sensibilidade a perturbações nos fluxos hidrológicos e deveria ser direcionado para prevenção de mudanças de cobertura e uso da terra na zona de amortecimento. Embora o estudo tenha focado em Parques Nacionais localizados no Cerrado brasileiro, a área de estudo é representativa de ecossistemas tropicais com relevante riqueza de espécies e alta pressão de conversão do uso da terra. / Buffer zones around protected areas can minimize negative human impacts and stimulate the sustainable use of natural resources. Conversely, land-use in these zones can potentially deteriorate ecological processes and biodiversity conservation inside the area under protection. In this study, we address human-environment interaction in the buffer zones of 13 Brazilian Cerrado National Parks, with a twofold perspective: as vulnerable ecosystems under land-use change pressure, and as important sources of services that sustain human wellbeing. Two analyses were conducted. The first one was aimed at revealing opportunities to expand and complement the touristic attractions around eight Cerrado National Parks opened for visitation, by taking advantage of their scenic views. The methods were based on remote sensing derived landscape biophysical attributes, three key categories related to visual and ecological qualities and six indicators. Results identified profiles of the selected parks, relating their biophysical characteristics to their main touristic potential. Strong hilly topographies, in general, were associated with wide visual scale and high complexity while flat topographies favored water related recreational services. The second analysis investigated protected areas more sensitive to land use and land cover change disturbances carried by hydrologic flows. Three factors that influence natural areas sensitivity, encompassing soil and hydrologic natural characteristics, and measures of exposure from land use and land cover change in the buffer zone were obtained from remote sensing data. The results revealed three groups of parks to be targeted for prevention and mitigation measures. The group classified as high risk sustains high rates of conversion in their buffer zones and additional characteristics that aggravate potential impacts. The group classified as high land-use exhibited the highest rates of conversion in their buffer zones, and should also be prioritized for adaptive management. Another group of parks exhibited high sensitivity to disturbances from hydrologic flows and should be targeted for prevention of land use and land cover change in the buffer zone. Although our research focused on National Parks located in the Brazilian Cerrado, the studied area is representative of tropical ecosystems with relevant specie richness and high land use conversion pressure.

Este trabalho analisou a remediação de solos contaminados por hidrocarbonetos através do método de encapsulamento de contaminantes, o qual consiste na solidificação da camada e na estabilização química dos contaminantes por meio da adição de um agente cimentante, normalmente o cimento ou a cal. Este método proporciona a redução do potencial de toxicidade do contaminante, diminuindo e, em alguns casos, eliminando a presença do contaminante no lixiviado da camada tratada. São observadas outras vantagens do emprego do método de encapsulamento, dentre elas a elevada resistência da camada tratada devido à cimentação. Nesta pesquisa o método de encapsulamento de contaminantes foi analisado quanto ao seu emprego a contaminantes orgânicos, especificamente os hidrocarbonetos. Para tal, foi construído um equipamento de lixiviação em coluna de acordo com norma ASTM D 4874 para a análise do método para diferentes quantidades de contaminante presentes no solo, bem como para crescentes quantidades de agente cimentante. Da mesma forma, foram realizados ensaios de lixiviação pelo método proposto pela ABNT (NBR 10.005) para fins de comparação dos resultados. Os ensaios de lixiviação realizados no equipamento em coluna foram considerados mais consistentes devido a este possibilitar a simulação das condições de campo, tais como a influência do grau de compactação do material e variações da condutividade hidráulica do solo encapsulado. Constatou-se que a presença de cimento alterou apenas o volume de lixiviado, sem que mudanças na concentração do contaminante fossem observadas no fluido percolado Analisou-se a resistência à compressão não confinada em amostras de solos contaminados tratados pelo método proposto, onde se observou um acréscimo da resistência para crescentes quantidades de agente cimentante, bem como decréscimo da mesma para crescentes quantidades de contaminante adicionados ao solo. Em ambos os ensaios, concluiu-se que a quantidade de cimento e o grau de contaminação do solo são fatores determinantes na eficácia do tratamento.

Durante o ano de 2003 foram realizadas coletas sazonais de peixes do Lago Guaíba, Porto Alegre, Sul do Brasil. Os metais cádmio, cobre, cromo e zinco foram utilizados como indicadores químicos na avaliação da qualidade ambiental da ictiofauna, sendo representada pela espécie Leporinus obtusidens (piava). Os exemplares de piava foram capturados dentro de três grandes regiões do Lago: Região Norte, próximo ao Canal do Jacuí; Região Central, em frente à cidade de Porto Alegre e Região Sul, junto à ponta de Itapuã. Conteúdo de metais em amostras de fígado e músculo de cada exemplar foram avaliados por espectrofotometria de absorção atômica. Os resultados demonstram que há diferenças na acumulação entre os tecidos de machos e fêmeas, com machos acumulando mais no músculo do que no fígado e fêmeas apresentando comportamento contrário. Considerando os locais de captura, o Ponto Central apresentou as maiores concentrações de cobre (músculo), cádmio (fígado) e zinco (músculo); e entre as estações de captura, os indivíduos coletados durante o verão apresentaram as maiores concentrações de todos os metais analisados. Apesar disso, nenhum indivíduo amostrado apresentou-se inapto para o consumo humano, atestando a qualidade ambiental da ictiofauna do Lago Guaíba para os metais estudados.

O presente estudo teve como objetivo avaliar a eficácia de protocolos de higienização de alface adotados em restaurantes de Porto Alegre. Numa primeira etapa foram aplicados questionários em restaurantes de dois bairros da cidade, a partir dos quais definiram-se os tratamentos a serem testados. Na segunda fase, amostras de alface crespa, adquiridas no comércio, foram submetidas a: lavagem com água (T1); imersão em água (T2); imersão em solução de água sanitária (200ppm de cloro livre) por 15 minutos (T3); e por 30 minutos (T4); imersão em solução de vinagre a 2% (T5); e a 20% (T6). Todos os tratamentos foram realizados em dez repetições. A média da redução (log10) obtida variou de 0,64 (T1) a 2,46 (T4) para mesófilos aeróbios e de 1,09 (T2) a 2,34 (T4) para coliformes totais. A partir disso, verificou-se que o protocolo adotado na maioria dos restaurantes (imersão em água) não garantiu uma redução importante na população microbiana (0,75 log10 UFC/g para mesófilos aeróbios) enquanto T4 foi o mais eficaz para a higienização das alfaces.

O presente estudo tem por objetivo apresentar e discutir os resultados de uma investigação geoambiental realizada em uma área contaminada por resíduos industriais, na qual foi depositada borra oleosa ácida. Sondagens de simples reconhecimento (SPT) foram empregadas para a identificação do perfil estratigráfico da área, e ensaios laboratoriais (granulometria e limites de Atterberg) foram utilizados para caracterização das amostras de solo. Os resultados mostraram que o subsolo da área é constituído por um perfil de solo residual composto essencialmente pelas frações argila e silte. Uma série de sondagens de cone resistivo (RCPT) foi realizada na área com o objetivo de detectar a presença de contaminantes no subsolo, através de medidas da resistividade elétrica. As verticais resistivas foram comparadas com os resultados de duas campanhas de geofísica superficial por eletro resistividade, que foram obtidas em trabalhos anteriores de avaliação da contaminação da área. Com o propósito de avaliar a eficiência do cone resistivo na identificação das zonas contaminadas, os ensaios de RCPT foram realizados próximos a poços de monitoramento, onde foram coletadas amostras da água subterrâneas para análises quantitativas da contaminação. O principal efeito da contaminação do meio físico é redução dos parâmetros físico-químicos, pH e resistividade elétrica da água subterrânea, em razão da elevada quantidade de ácido sulfúrico e metais que são liberados pelo resíduo borra ácida depositado na área. Através das verticais resistivas foi possível identificar uma zona altamente contaminada até 5 m de profundidade, caracterizada por valores muito baixos de resistividade. Os dados fornecidos pelo cone resistivo apresentaram concordância satisfatória com as análises químicas e físico-químicas da água subterrânea. Nas zonas superficiais do subsolo (< 5 m de profundidade) os valores de resistividade obtidos pelo cone resistivo foram inferiores àqueles obtidos através da geofísica de superfície. A compatibilidade entre os resultados foi observada para as cotas mais profundas do subsolo.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Programa de Pós-Graduação em Geotecnia, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2017-02-02T19:14:56Z No. of bitstreams: 1 2016_RenataConciani.pdf: 7653365 bytes, checksum: 51c890bc0fbff3bbd9336d4a0606b8f9 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2017-02-06T17:59:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_RenataConciani.pdf: 7653365 bytes, checksum: 51c890bc0fbff3bbd9336d4a0606b8f9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-06T17:59:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_RenataConciani.pdf: 7653365 bytes, checksum: 51c890bc0fbff3bbd9336d4a0606b8f9 (MD5) / A contaminação dos solos e das águas subterrâneas é um assunto que tem sido abordado na atualidade, pois a conscientização ecológica está tomando grande espaço na mídia. Muitas pesquisas no exterior determinaram parâmetros de transporte de contaminantes em solos típicos de clima temperado, ou seja, com comportamento não laterítico. No Brasil, têm-se várias publicações sobre este tema, porém com enfoque nos solos lateríticos. Logo, este estudo tem o objetivo de se comparar os parâmetros de transporte obtidos por meio do ensaio em coluna, para um mesmo contaminante, em condições similares, para um solo com comportamento laterítico e outro solo com comportamento não laterítico. Ambos os solos foram caracterizados e classificados conforme as metodologias tradicionais e pela metodologia MCT, a qual determina se o solo possui comportamento laterítico ou não laterítico. Ambos os solos estudados (laterítico e não laterítico) foram submetidos ao ensaio em coluna de parede flexível. Nesses ensaios, os corpos de prova foram moldados a partir de amostras indeformadas e por eles foi percolada uma solução contaminante multiespécie preparada com nitratos de quatro metais: cromo, chumbo, cádmio e cobre. Todos os corpos de prova foram confinados sob a mesma pressão. Comparando-se os dados experimentais das curvas de chegada de ambos os solos, pode-se dizer que as principais diferenças observadas foram: a clara dessorção do cádmio que ocorreu no solo laterítico, e não ocorreu no solo não laterítico. O cobre chegou ao cw/c0 =1 aos 40 volumes de poros em ambos os solos, mesmo após sofrer dessorção no solo laterítico; o cromo teve baixíssima mobilidade não chegando ao cw/c0 =1 em nenhum dos dois tipos de solo, porém no solo laterítico foi maior. Com a análise das concentrações dos metais no solo após a percolação observou-se que esse foi o metal mais sorvido pelo solo; o chumbo se comportou de maneira distinta nos dois tipos de solo: o retardo foi bem maior no solo laterítico. Isto pode ser concluído observando que nos ensaios com solo laterítico, em nenhum deles o chumbo atingiu o cw/c0 =1. Com base na concentração dos metais no solo das amostras ensaiadas, constatou-se que todos os metais ensaiados tiveram maior mobilidade no solo laterítico. Os metais com maior mobilidade foram cádmio e cobre no solo laterítico. O cromo foi o metal com menor mobilidade, em ambos os solos, fenômeno já explicado pela alta sorção no solo. Tudo isto foi atribuído ao fato do solo laterítico apresentar maior capacidade de transporte dos metais ensaiados em relação ao solo não laterítico, onde para um mesmo intervalo de tempo à concentração dos metais retidos durante os ensaios é maior no solo laterítico que no solo não laterítico. Tal comportamento, observado para os dois tipos de solo, está relacionado com a própria velocidade de percolação do líquido nos mesmos, já que o solo laterítico é mais permeável que o não laterítico, consequentemente gerando maior advecção e dispersão mecânica de partículas dos metais no solo laterítico. / Contamination of soil and groundwater is an issue that has been on evidence since environmental awareness is taking large space in the media. Many international types of research have determined contaminant transport parameters in temperate climate soils, i.e., non-lateritic soils. In Brazil, several publications have approached this subject, but with a focus on lateritic soils. Therefore, this study aims to compare the transport parameters obtained from column tests with the same contaminants and in similar conditions between a soil with lateritic behavior and another with non-lateritic behavior. Both soils were characterized and classified with traditional methodologies and the MCT methodology, which determines whether the soil has lateritic or nonlateritic behavior. Both soils (laterite and non-lateritic) were subjected to flexible wall column tests. In these test, samples were molded on in-situ conditions and percolated with multispecies contaminant solution prepared with four nitrate metals: chromium, lead, cadmium and copper. All samples were confined under the same pressure. Comparing the experimental data of the breakthrough curves for each soil, it can be said that the following major differences were observed: The desorption of cadmium in the lateritic soil and did not occur in non-lateritic soil. Copper reached cw/c0 = 1 at 40 pore volumes in both soils, even after suffering desorption in a lateritic soil. Chromium had very low mobility not reaching cw/c0 =1 in any of the two types of soil, but was higher for the lateritic soil. Later, it was noted that this was the most sorbed metal in the soil by analysis of the soil concentration. Lead behaved differently in both soils: the retardation was greater in the non-lateritic soil. This can be concluded by noting that in the column tests with lateritic soil, none of them reached cw/c0 =1 for lead transport. Based on the concentration of metals in the soil test samples, it was found that: All metals have greater mobility in the lateritic material. The more mobile metals are cadmium and copper for the lateritic soil. Chromium is the metal with the lowest mobility in both soils, a phenomenon explained by the high soil sorption. All this was attributed to the fact that the lateritic soil has lower transport speed of the metals tested in comparison to a non-lateritic soil, where for the same time interval the concentration of tested metals was greater in the lateritic material than in the non-lateritic. Such behavior observed for the two types of soils is related to their own fluid flow velocity, in which the lateritic material is more permeable than the non-lateritic, thus generating greater advection and mechanical dispersion of particles in the porous medium.