VASCONCELOS, Fábio Roger. Bactérias com Potencial Biotecnológico na Descoloração de Corantes Têxteis. 2010. 64 f. : Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia de Pesca, Fortaleza-CE, 2010 / Submitted by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-14T12:39:39Z No. of bitstreams: 1 2010_dis_frvasconcelos.pdf: 490074 bytes, checksum: c033f812460c47d5fd980f329dc81fa3 (MD5) / Approved for entry into archive by Nádja Goes (nmoraissoares@gmail.com) on 2016-07-14T12:40:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2010_dis_frvasconcelos.pdf: 490074 bytes, checksum: c033f812460c47d5fd980f329dc81fa3 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-14T12:40:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2010_dis_frvasconcelos.pdf: 490074 bytes, checksum: c033f812460c47d5fd980f329dc81fa3 (MD5) Previous issue date: 2010 / The discharge of effluents from textile industries for water bodies is currently a major concern for environmentalists as a function of synthetic dyes used to color fabrics thus polluting the environment. Biological treatments, especially with the use of bacteria, present themselves as the most economically viable and widely used to decolorize colored effluents. Thus, studies were conducted to test the color removal of dyes Remazol Brilliant Blue R, Orange G and Orange II using isolated and in mixed culture strains of Escherichia coli and Aeromonas hydrophila. Firstly, the isolation of bacterial strains from three different environments was made. Then, tests were performed to verify that the dye concentration would limit the growth of each microorganism. In addition to tests of decolorization, other parameters such as pH, biomass, COD removal, total protein and toxicity of metabolites were also monitored. The Escherichia coli strain isolated from the marine environment was able to decolorize concentrations of 2, 5 and 2 mg L-1, respectively, for the RBBR dye, Orange G and Orange II dyes, while the strain E. coli isolated from textile effluent, decolorized in concentrations of 5, 0.5 and 5 mg L-1, respectively. The bacteria Aeromonas hydrophila decolorized, respectively, at 10, 5 and 5 mg L-1, while the consortium of three bacteria decolorized at concentration of 5 mg L-1 for the three dyes tested individually. In these culture conditions the decrease in the rate of COD ranged from 45% to 69% with the lowest rate observed in the assay containing A. hydrophila and dye Orange II (45%) and the highest removal rate in the test containing the dye RBBR and the consortium (69%). Bioassays using Artemia salina showed that during the process of decolorization metabolites were produced with recalcitrant characteristics. The results show that the bacteria Escherichia coli and Aeromonas hydrophila have biotechnological potential in textile dyes, provided that they use low dye concentrations decolorizing / A descarga de efluentes das indústrias têxteis para corpos aquosos é, correntemente, uma das maiores preocupações dos ambientalistas em função dos corantes sintéticos usados para colorir os tecidos poluindo assim o ambiente. A aplicação de tratamentos biológicos, sobretudo com a utilização de bactérias, apresenta-se como um dos mais viáveis economicamente, sendo um dos sistemas mais utilizados para descolorir efluentes coloridos. Neste sentido, estudos foram realizados testes para a remoção de cor dos corantes Remazol Brilliant Blue R, Orange G e Orange II utilizando cepas de Escherichia coli e de Aeromonas hydrophila, isoladas e em cultura mista. Primeiramente foi feito o isolamento das cepas bacterianas de três ambientes diferentes. Em seguida, foram feitos testes para verificar qual concentração do corante seria limite para o crescimento de cada microrganismo. Além dos testes de descoloração também foram monitorados outros parâmetros como o pH, biomassa, remoção de DQO, proteínas totais e toxicidade dos metabólitos formados. A cepa Escherichia coli, isolada do ambiente marinho, foi capaz de descolorir concentrações de 2, 5 e 2 mg L-1, respectivamente, para os corante RBBR, Orange G e Orange II, enquanto que a cepa E. coli, isolada do efluente têxtil, descoloriu nas concentrações de 5, 0,5 e 5 mg L-1, respectivamente. A bactéria Aeromonas hydrophila descoloriu respectivamente nas concentrações de 10, 5 e 5 mg L-1, enquanto que o consórcio das três bactérias descoloriu na concentração de 5 mg L-1 para os três corantes testados individualmente. Nessas condições de cultivo a diminuição na taxa de DQO variou entre 45 e 69%, com a menor taxa observada no ensaio contendo A. hydrophila e o corante Orange II (45%) e a maior taxa de remoção no ensaio contendo o consórcio e o corante RBBR (69%). Bioensaios utilizando o microcrustáceo Artemia salina mostraram que durante o processo de descoloração foram produzidos metabólitos com características recalcitrantes. Os resultados demonstram que as bactérias Escherichia coli e Aeromonas hydrophila apresentam potencial biotecnológico na descoloração de corantes têxteis, desde que sejam utilizadas baixas concentrações dos corantes

Neste trabalho realizamos o estudo da cinética e formação de agregados em cristais iônicos halogenetos alcalinos dopados com impurezas divalentes, através da técnica de espectroscopia de absorção de dois fótons (ADF). Analisamos a formação dos agregados em cristais envelhecidos a temperaturas fixas (50 e 250&#176C), através de medidas de ADF das transições 4f7 &#8594 4f7 do Eu2+, proibidas por um fóton. A evolução do espectro de ADF em função do tempo, mostrou a existência de três fases distintas de agregação. A primeira fase consiste na formação de dímeros e é observada no espectro de ADF através de três absorções muito próximas às absorções do dipolo isolada. As outras duas fases (II e III) evoluem a partir dos dímeros, dependendo do tratamento térmico a que a amostra é submetida. Estas fases são observadas no espectro de ADF através de absorções relativamente afastadas das absorções do dipolo isolado. Todo sistema experimental foi montado em nosso laboratório, consistindo de um sistema de aquisição de dados controlado por um micro-computador; laser de corante bombeado por um YAG:Nd3+; motores de passos para a varredura do comprimento de onda do laser de corante; sistema de detecção; etc. / In this work we realize the study of the Kinetic and formation of precipitates in ionic crystals doped with divalent impurities by the TPA (two photon absorption) spectroscopy technique. We analyze the formation of the aggregates in crystals annealed at temperatures of 50 and 250&#176C. We measured the TPA of the transition 4f7 &#8594 4f7 of the Eu2+, which is forbidden by one photon. The evolution of the TPA spectra at the time showed us three phases of the precipitates. The dimmers formation was observed in the first phase, by three absorptions bands near the one of the impurity vacancy dipole. The others phases (II and III) involve from the dimmers, depending on the annealing temperature that the samples were submitted. Those phases are observed in the TPA spectra through absorptions which are relatively far from the absorptions due to the isolated (I-V) dipole. All experimental system employed is home made. It consists of a data acquisition system controlled by a micro-computer; a Dye laser pumped by a YAG:Nd3+ laser; step motors to scan the wavelength of the Dye laser; detection system and others devices.

O presente trabalho tem como objetivo contribuir para o conhecimento, entendimento e desenvolvimento das células solares sensibilizadas por corantes. Assim foram abordadas rotas sintéticas com o fim de obter novas espécies supramoleculares constituídos por fragmentos que apresentam separadamente ótimas propriedades eletrônicas e eletroquímicas. A abordagem sintética feita é muito importante dado que dá as bases para sistemas supramoleculares como o apresentado nas perspectivas, nos quais estase visando diminuir os processos de recombinação e melhor aproveitamento do espectro solar através da estabilização do corante foto-oxidado e da transferência vetorial de elétron/energia. Na série de complexos apresentada e aplicada no presente trabalho realizou-se um estudo comparativo buscando determinar qual é o melhor sistema de injeção de elétrons na banda de condução do TiO2, obtendo uma diferença considerável entre os sistemas estudados, sendo assim o sistema com o ligante acido 2,2 -bipiridine-4,4 -dicarboxilico o complexo que melhor injeta elétrons na BC. / The present work aims to contribute to the knowledge, understanding and development of solar cells sensitized by dyes. Thus, synthetic routes were approached in order to obtain new supramolecular species constituted by fragments that separately present excellent electronic and electrochemical properties. The synthetic approach is very important since it provides the basis for supramolecular systems such as that presented in the perspectives, in which stasis is aimed at decreasing the processes of recombination and better utilization of the solar spectrum through the stabilization of the photo-oxidized dye and the vectorial transfer of electron /energy. In the series of complexes presented and applied in the present work, a comparative study was carried out to determine which is the best electron injection system in the conduction band of TiO2, obtaining a considerable difference between the studied systems, being thus the complex with the ligand 2,2 -Bipyridine-4,4 -dicarboxylic acid the best system that injects electrons into BC.

O composto estudado neste trabalho foi o corante comercial CI Disperse Blue 291 (DB291), que contém o aminoazobenzeno 2-[(2-bromo-4,6-dinitrofenil)azo]-5-(dietilamino)-4-metoxiacetanilida. Esse produto é um azo-corante disperso usado largamente pelas indústrias têxteis para o tingimento de poliéster e pode ser encontrado em ambientes aquáticos oriundo da descarga de efluentes industriais, podendo levar à exposição de humanos por meio da ingestão de água ou alimentos contaminados. Portanto, faz-se importante a avaliação toxicológica do DB291. Este produto apresentou atividade mutagênica para linhagens de Salmonella typhimurium que possuem alta expressão das enzimas nitrorredutase e Ο-acetiltransferase. Tais enzimas também são expressas pelas bactérias da flora intestinal humana e de roedores e, desempenham importante papel na biotransformação de substâncias presentes na luz intestinal. O objetivo deste trabalho foi investigar a atividade do corante DB291 na indução de lesões pré-neoplásicas no cólon de ratos, avaliada pelo teste do cometa e pelo desenvolvimento de focos de criptas aberrantes (FCAs). Resultados com 2, 8, 16 e 24 semanas de tratamento demonstraram que o DB291 não foi capaz de induzir FCAs em ratos tratados por gavage com a dose de 50mg/kg de peso corpóreo, três vezes por semana em dias alternados. Entretanto, resultados com o teste do cometa demonstraram que o corante foi capaz de causar danos ao DNA das células da mucosa do cólon de ratos tratados por via intra-retal. Estes resultados sugerem que o DB291 possui atividade genotóxica in vivo. Considerando a resposta genotóxica para o teste do cometa, a alta atividade mutagênica no teste Salmonella microssoma e o recente relato de que o DP291 causou danos em células de fígado humano (HepG2), faz-se necessário a realização de testes de carcinogênese de longa duração para avaliação segura do seu potencial carcinogênico, não somente em cólon, mas em outros órgãos tais como fígado e bexiga. / The commercial disperse dye product CI Disperse Blue 291 , which contain the aminoazobenzene 2-[(2-bromo-4,6-dinitrophenyl)azo]-5-(diethylamino)-4-methoxyacetanilide (CAS registry no. 56548-64-2) is used for polyester fibers dyeing. It can be released in the aquatic environment through the discharge of industrial effluents. Humans can be exposed through the consumption of water and food contaminated with this product therefore its toxicological properties are important to be evaluated. This product showed elevated mutagenic activity with nitroreductase and Ο-acetyltransferase overproducing Salmonella strains. These enzymes are also expressed by human intestinal microflora, making intestines a possible target organ to the development of cancer after exposure to this product. The aim of this study was to investigate the effects of the commercial disperse dye product containing the CI Disperse Blue 291 on rat colon carcinogenesis, evaluated by the single cell gel assay (comet assay) and by aberrant crypt foci development. Results within different experimental periods showed the DB291 were not able to induce preneoplastic lesions in the colon of rats orally treated with 50mg/kg b.w., three times a week. The DB291 induced damages in the DNA of the rats colon mucosa, evaluated by the comet assay. These data indicate that the OB291 showed genotoxic activity in the colon mucosa cells. Considering these results, the mutagenic activity with Salmonella test and the recent data that the OB291 presents toxicity to human liver cells (HepG2), further long time carcinogenesis assays are needed to security evaluation of its carcinogenic potential, not only in colon, but also another organs like liver and kidney.

Made available in DSpace on 2016-03-15T19:38:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RODRIGO MENDES GEROSA.pdf: 6396087 bytes, checksum: b904e08a314dcda72a403496699b5206 (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Fundo Mackenzie de Pesquisa / This thesis describes the development of new photonic devices produced by micromanipulation of the optical fibers properties, i.e., the change, in the micrometer scale, of the fiber s optical and/or geometrical properties. In this context, three lines of research have been followed, using different optical fiber processing techniques and considering different types of devices. In the first line, the coupling of two cores in a photonic crystal fiber with three initially uncoupled cores was demonstrated. The couplers had an insertion loss estimated at ~1 dB and exhibited spectral modulations with a depth up to 18 dB. They also showed high sensitivity to polarization, which can be exploited in fiber polarization beamsplitters. For this work, we used a technique that modifies the fiber structure by applying local differential pressure and heating. In the second line, a Rhodamine dye laser was develop with a fully fiber integrated optofluidic cavity. It was possible to maintain a high flow of the dye solution, up to 400 μL / min, which allowed the use of a pump laser with a high repetition rate (1 kHz), and, at the same time, the degradation of the gain medium was not observed. An optical conversion rate of up to 9% and a pump energy threshold lower than 1 mJ were obtained. A splicing technique was used, in which an angled cleaved capillary fiber was fused to a conventional fiber, thereby leaving a side inlet open for the fluid flow. The third line aimed at the incorporation of carbon nanomaterials to optical fibers. In this case, two approaches were employed: in one of them, polymeric films, with a thickness of 20 μm, containing carbon nanotubes were produced on the face of optical fiber patchcords; such patchcords have been inserted into erbium-doped fiber laser cavities to act as saturable absorbers in order to obtain mode-locking operation. Pulses with durations down to 364 fs were obtained with 10.2 nm bandwidths. The films were formed when a micro-droplet of a carbon nanotube suspension on an optical adhesive was placed on the surface of optical fiber connectors, with the use of a micropipette. Within the same line, photonic crystal fibers (PCFs) with homogeneous graphene oxide films covering the inner walls of their capillaries were obtained. The homogeneity was confirmed by Raman spectroscopy and by the loss per fiber length, as measured by the cut back method. A PCF was also spliced to conventional connectorized fiber patchcords and incorporated into a laser cavity to generate pulses. The film production was consisted of inserting a graphene oxide suspension into the PCF capillaries, after which the solvent was dried. / Essa tese descreve o desenvolvimento de novos dispositivos fotônicos produzidos a partir da micromanipulação das propriedades de fibras ópticas, isto é, da alteração em escala micrométrica, das propriedades ópticas e/ou geométricas destas. Nesse contexto, três linhas de trabalho foram seguidas, utilizando diferentes técnicas de processamento de fibras ópticas e levando à demonstração de diferentes tipos de dispositivos. Na primeira linha foi demostrado o acoplamento de dois núcleos em uma fibra de cristal fotônico com três núcleos inicialmente desacoplados. Os acopladores apresentaram uma perda de inserção estimada de ~1 dB e exibiram modulações espectrais com uma profundidade de até 18 dB. Apresentaram também uma sensibilidade elevada à polarização, que pode ser explorada em divisores de polarização (polarization beamsplitters) a fibra. Para isso foi utilizada uma técnica de alteração da estrutura da fibra através da aplicação de pressão diferencial e aquecimento local,. Na segunda linha foi desenvolvido um laser do corante Rodamina com uma cavidade optofluídica totalmente integrada em fibra. Nela, era possível manter um alto fluxo da solução de corante, de até 400 μl/min, o que permitiu utilizar um laser de bombeio com alta taxa de repetição (1kHz) sem observar-se degradação do meio de ganho. Uma taxa de conversão óptica de até 9% e uma energia de limiar (threshold) menor que 1 μJ foram obtidas. Utilizou-se aqui uma técnica de emenda através da qual uma fibra capilar clivada em ângulo era emendada com uma fibra convencional, deixando assim uma entrada lateral para fluidos. A terceira linha visou incorporar nanomateriais de carbono a fibras ópticas. Nesse caso duas abordagens foram empregadas: em uma, filmes poliméricos com espessuras de 20 μm e contendo nanotubos de carbono foram produzidos na face de conectores de cordões de fibra ópticas; esse cordões foram inseridos em cavidades laser a fibra dopada com érbio para atuar como absorvedores saturáveis para a obtenção de mode locking. Com isso foram obtidos pulsos de até 364 fs e espectros com larguras de banda de 10,2 nm. Os filmes foram formados a partir de uma microgota de uma suspensão de nanotubos de carbono em adesivos ópticos que foi colocada sobre a face de conectores de fibra óptica com uma micropipeta. Ainda na mesma linha obtiveram-se fibras de cristal fotônico (PCFs) com filmes de óxido de grafeno homogêneos no interior de seus capilares. A homogeneidade foi comprovada através de espectroscopia Raman e pela medida da perda em função do comprimento das fibras, realizada através do método cut back. Uma PCF foi, ainda, emendada a cordões de fibra convencional conectorizados e incorporada a cavidades laser para geração de pulsos. A produção dos filmes foi realizada através da inserção de uma suspensão de óxido de grafeno nos capilares de PCFs de núcleo sólido, após o qual o solvente era secado.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pricila Marin.pdf: 1721834 bytes, checksum: 790969eaadbb69bda0b5eb70eab2d4e9 (MD5) Previous issue date: 2013-02-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this work the adsorption process of the dye Reactive Blue 5G using commercial adsorbent Dowex Optipore SD-2 was evaluated. Experiments in a closed and batch system were carried out to evaluate the effect of solution pH (1 - 12), system temperature (30, 40 and 50 °C) and the particle diameter of the adsorbent (0.01 - 0.12 cm, 0.05 - 0.06 cm, 0.06 - 0.12 cm) in the adsorption process. In addition, experiments in fixed bed column using different average diameters of adsorbent particles (granulometric mixture, 0.055 e 0.090 cm), flow rate (2, 4 e 8 mL min-1) and feed concentration (25, 50 e 100 mg L-1) were carried out. The experimental breakthrough curves were described using mathematical models available in the literature. The experiments results in the closed and batch system showed that the adsorption process is more efficient solution pH equal to 2, the system temperature of 30 °C and using the adsorbent particles with a diameter between 0.01 to 0.12 cm. The experimental breakthrough showed that the bed formed by particles with a diameter between 0.01 and 0.12 cm, provided an adsorption process more efficient. Moreover, the effect of the flow rate and feed concentration on the breakthrough curves were significantly. A greater slope was observed with the increase of the flow rate and feed concentration, resulting in a greater useful height of column. In particular, in the flow rate of 8 mL min-1 a higher efficiency of the adsorption process was obtained. Among the mathematical models used to describe the adsorption process in fixed bed column, the best fit was obtained using the model that considers as limiting step of mass transfer the intraparticle diffusion. / Neste trabalho foi avaliado o processo de adsorção do corante Azul Reativo 5G utilizando o adsorvente comercial Dowex Optipore SD-2. Foram realizados experimentos em sistema fechado e batelada para avaliar o efeito do pH da solução (1 12), da temperatura do sistema (30, 40 e 50°C) e do diâmetro da partícula de adsorvente (0,01 - 0,12 cm; 0,05 - 0,06 cm; 0,06 - 0,12 cm) no processo de adsorção. Também foram realizados experimentos em coluna de leito fixo com diferentes diâmetros médios de partículas de adsorvente (mistura granulométrica, 0,055 e 0,090 cm) e diferentes condições de vazão (2, 4 e 8 mL min-1) e concentração de alimentação (25, 50 e 100 mg L-1). Para descrever os dados experimentais de curva de ruptura, obtidos em coluna, foram utilizados modelos matemáticos disponíveis na literatura. Os resultados dos experimentos em sistema fechado e batelada mostraram que o processo de adsorção foi mais eficiente nas condições de pH da solução igual a 2, temperatura do sistema de 30°C e utilizando as partículas de adsorvente com diâmetro entre 0,01 e 0,12 cm. Os resultados dos experimentos em coluna mostraram que o leito formado por partículas com diâmetro médio entre 0,01 e 0,12 cm proporcionou um processo de adsorção mais eficiente. Além disto, foi verificada uma influência significativa da vazão e da concentração de alimentação na inclinação das curvas de ruptura experimentais. Para maiores vazões e concentrações de alimentação foi observada maior inclinação da curva de ruptura, resultando em maior altura útil da coluna. Em particular, para a vazão de 8 mL min-1 foi obtida uma maior eficiência do processo de adsorção. Entre os modelos matemáticos utilizados para descrever o processo de adsorção em coluna de leito fixo, o que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o modelo que considerou como etapa limitante da transferência de massa a difusão intrapartícula.

Orientador: Peterson Bueno de Moraes / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Tecnologia / Made available in DSpace on 2018-08-23T06:55:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Oliveira_CleliaAparecidadaSilva_M.pdf: 1434373 bytes, checksum: 2411a1ce9b13fbe4e8f7d778c6dfd3ea (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A indústria têxtil gera elevados volumes de efluentes com alta carga orgânica e compostos recalcitrantes, os quais são tratados por sistemas baseados em processos físicos, químicos e biológicos convencionais. Entretanto, o caráter não destrutivo dos tratamentos convencionais representa um sério problema no setor. Nos últimos 20 anos, os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm estado em evidência devido à sua capacidade em degradar inúmeros compostos orgânicos contidos em águas e efluentes. Uma grande quantidade de trabalhos utilizando luz UV a partir de lâmpadas de vapor de mercúrio tem resultado em elevada eficiência de degradação de substratos recalcitrantes incluindo efluentes têxteis; entretanto, demandam elevado consumo de energia elétrica, encarecendo o tratamento. Em contrapartida, o surgimento de Diodos Emissores de Luz Ultravioleta (LED UV) abre novas fronteiras de aplicação no campo de tratamento de águas residuárias, quanto a custo, operacionalidade e tamanho dos sistemas. Nesse trabalho estudou-se a degradação de um efluente têxtil simulado contendo o corante Remazol Azul Brilhante (C.I. Reactive Blue 19) através de processos eletroquímicos e fotoeletroquímicos que utilizam LED UV, utilizando-se dois reatores: um operando em batelada contendo o fotocatalisador TiO2 e o outro, em fluxo, contendo um cátodo (tela cilíndrica de aço-inoxidável), um tubo de quartzo contendo os LED UV e o Anodo Dimensionalmente Estável (ADE 70%TiO2/30%RuO2). Os resultados demonstraram que, no reator de bancada, a eficiência de remoção de cor foi de 100% para concentração inicial de 50 mg L-1 do corante, em 24 horas de tratamento. No reator em fluxo, utilizando Na2SO4 como eletrólito, o processo eletrolítico resultou em eficiência de 65%; o fotoeletrocatalítico, em 68%, operando a 750 L h-1 e em 57,3 mA cm-2. Quando foi utilizado o eletrólito NaCl, obteve-se remoção de 100% da cor em 5 minutos de tratamento a 750 L h-1, independente da concentração inicial do corante utilizada (50 mg L-1 ou 100 mg L-1), da concentração do eletrólito (0,05 M ou 0,1 M), da densidade de corrente (14,3 mA cm-2 , 28,7 mA cm-2 ou 57,3 mA cm-2) e do processo utilizado / Abstract: The textile industry generates large amount of wastewater containing significant organic load and recalcitrant compounds, which in most cases are treated by conventional systems involving physical, chemical and biological processes, the latter represented mainly by activated-sludge treatment. However, the non-destructive profile of conventional treatments is a serious problem for textile-based industry. Over the past 20 years, the study of Advanced Oxidation Processes (AOP) has been carried out due to its high capacity degradation of numerous organic pollutants contained in waters and wastewaters. Research using UV light from mercury vapor lamps usually has resulted in high efficiency degradation of recalcitrant substrates including textile effluents but requires high electrical power consumption besides other drawbacks. In contrast, the emergence of Ultraviolet Light Emitting Diodes (UV LED) opens new perspectives for application on wastewater treatment, concerning efficiency, footprint and costs of the systems. In this work we studied the degradation of a simulated wastewater containing a textile dye, Remazol Brilliant Blue (C.I. Reactive Blue 19) through electrochemical and photoelectrochemical processes using UV LED as ultraviolet radiation source. The experimental apparatus consisted of two systems: the first, a bench-scale reactor containing TiO2 photocatalyst (P25 DEGUSSA) in solution, and another pilot-scale system operated in batch recirculation mode composed of an tubular stainless-steel screen cathode, a quartz tube containing the UV LED and a oxide-coated titanium anode (DSA©30%TiO2/70%RuO2). The results showed total decolorization of a solution containing 50 mg L-1 of RB in 24-hour treatment in the bench-scale reactor. Tests on flow reactor using Na2SO4 as supporting electrolyte resulted in 65% of color removal using electrolytic process and 68% for photoelectrocatalytic process operating at 750 L h-1 and 57.3 mA cm-2. In experiments using the electrolyte NaCl it was obtained 100% in the color degradation within 5 minutes of treatment at 750 L h-1, regardless of the: initial concentration of dye used (50 mg L-1; 100 mg L-1), concentration of the electrolyte (0.05 M; 0.1 M) and current density value (14.3; 28.7; 57.3 mA cm-2) / Mestrado / Tecnologia e Inovação / Mestra em Tecnologia

Avaliou-se o emprego de sistema biológico de tratamento em reator anaeróbio de leito estruturado em fluxo ascendente (RAnLE) para remoção do corante Direct Black 22 (DB22) e íons sulfato (65 e 200 mg.L-1, respectivamente), principais constituintes de efluente têxtil de indústrias de jeans da região de Caruaru, PE. Etanol foi utilizado como doador de elétrons na concentração de 1000 mg.DQO.L-1. As médias de remoção de DQO, sulfato e corante foram respectivamente 80,28 ± 6,62%, 78,66 ± 4,04% e 68 ± 5%. Cerca de 3% do sulfeto produzido foi identificado em solução, 10% esteve presente na forma gasosa e aproximadamente 87% precipitou em forma de cristais metálicos inorgânicos ou em enxofre elementar por exposição ao ar atmosférico ou por ação redutora do corante DB22, contribuindo para remoção de cor na transformação do corante em aminas aromáticas. Os ácidos graxos presentes no efluente tratado totalizaram 121 ± 34 mg.L-1, com predominância de ácido acético (95 ± 17 mg.L-1), sem prejuízo da capacidade tamponante do sistema, que apresentou aumento na alcalinidade pela ocorrência da sulfetogênese e pela característica básica das aminas aromáticas, produzidas por meio da quebra da ligação azo do corante, revelando absorção em diferentes comprimentos de onda na região do ultravioleta, denotando a produção de diferentes estruturas aromáticas. O efluente têxtil simulado foi mais tóxico do que seu correspondente tratado para ambas as situações (crônico e agudo) nos testes de toxicidade com Ceriodaphnia dúbia (crônica) e Daphnia magna (aguda), atestando o potencial dos reatores anaeróbios na destoxificação do corante azo Direct Black 22 para as espécies abordadas. Os testes de citotoxicidade in vitro empregando células McCoy (linhagem contínua de fibroblastos) em exposição ao efluente têxtil sintético tratado no RAnLE apresentaram um comportamento dose-dependente. O efluente diluído 3 vezes inibiu 50% das células. Por outro lado, não foi possível verificar um comportamento dose-dependente considerando as diferentes concentrações de DB22. Entretanto, houve diferença estatística significativa na viabilidade celular para as concentrações de DB22 de 0,016, 0,065, 0,2 e 0,26 mg.mL-1. Os resultados demonstram a necessidade do uso de diferentes testes de toxicidade a vários organismos, de forma a complementar os resultados obtidos pelos testes convencionais. Eletromicrografias da biomassa revelaram a presença de arqueias metanogênicas, demonstrando a capacidade de coexistência de comunidades sulfetogênicas e metanogênicas, dado o valor observado de DQO/sulfato de 5. O sequenciamento metagenômico em apontou grande abundância relativa de bactérias redutoras de sulfato (BRS), superior a 50%. Os bioensaios em batelada com o lodo de fundo e o lodo em suspensão do RAnLE apontaram que a biomassa aderida foi mais apta a suportar a carga tóxica proveniente do corante e das aminas aromáticas. A estrutura do RAnLE permitiu o estabelecimento de biomassa aderida e biomassa suspensa, concorrendo ambas para melhor desempenho do sistema. / The present work assessed the employment of an anaerobic up-flow fixed-structured bed (AUFFSB) reactor, which aimed to remove the main constituents of a simulated textile effluent with azo dye Direct Black 22 (DB22) and sulphate ions (65 and 200 mg.L-1, respectively), main constituents in residual waters generated by denim industry in Caruaru, PE. Ethanol was employed as electron donor (1000 mg.COD.L-1). Medium removals for COD, sulphate and dye concentration were respectively 80.28 ± 6.62%, 78.66 ± 4.04% and 68 ± 5%. Circa 3% of produced sulphide was identified in the effluent, 10% in gaseous state and approximately 87% precipitated either as metallic inorganic crystals, as elemental sulphur due to exposition to atmosphere, or due to the azo bound reduction of DB22, which contributed to colour removal in the generation of aromatic amines from the azo dye. The volatile fatty acids totalized 121 ± 34 mg.L-1 while acetic acid was the predominant one (95 ± 17 mg.L-1). Nevertheless, such concentrations did not impair the buffering capacity of the system, which had increased alkalinity due to the occurrence of sulphidogenesis and of the alkaline characteristic of the aromatic amines, which were produced from azo bound cleavage, revealing absorption in different wavelengths in the UV zone, inferring that different aromatic structures were formed. As for the toxicity, the simulated textile effluent was more toxic before treatment than after treatment for both bioessays employing Ceriodaphnia dubia and Daphnia magna, (chronic and acute toxicity), attesting the potential of anaerobic reactors to detoxify azo dye DB22. The in vitro cytotoxicity tests using McCoy cells (fibroblasts of a continuous lineage) exposed to simulated textile effluent treated on the anaerobic bioreactor presented a dose-dependent behaviour. The effluent diluted 3 times showed inhibition to 50% of the cells. On the other hand, it was not possible to verify a dose-dependent behaviour considering the different concentrations of DB22. However, there was significant statistical difference on cell viability for DB22 concentrations of 0.016, 0.065, 0.2 and 0.26 mg.mL-1. The results pointed to the need of diverse toxicity tests to various organisms in order to complement the results obtained by conventional used ones. Micrographs revealed the presence of methanogenic archeas, denoting the possibility of coexistence between sulphidogenic and methanogenic communities, considering the observed COD/sulphate ration of 5. Metadata obtained from metagenomic sequencing revealed high relative abundance of sulphate-reducing bacteria (SRB), which was superior to 50%. Batch bioessays showed that biomass in supporting material is more capable of enduring the toxic load from DB22 and aromatic amines. The AUFFSB structure enabled that suspended biomass developed along with fixed biomass, thus both collaborated for a better system performance.

Avaliou-se o emprego de sistema biológico de tratamento em reator anaeróbio de leito estruturado em fluxo ascendente (RAnLE) para remoção do corante Direct Black 22 (DB22) e íons sulfato (65 e 200 mg.L-1, respectivamente), principais constituintes de efluente têxtil de indústrias de jeans da região de Caruaru, PE. Etanol foi utilizado como doador de elétrons na concentração de 1000 mg.DQO.L-1. As médias de remoção de DQO, sulfato e corante foram respectivamente 80,28 ± 6,62%, 78,66 ± 4,04% e 68 ± 5%. Cerca de 3% do sulfeto produzido foi identificado em solução, 10% esteve presente na forma gasosa e aproximadamente 87% precipitou em forma de cristais metálicos inorgânicos ou em enxofre elementar por exposição ao ar atmosférico ou por ação redutora do corante DB22, contribuindo para remoção de cor na transformação do corante em aminas aromáticas. Os ácidos graxos presentes no efluente tratado totalizaram 121 ± 34 mg.L-1, com predominância de ácido acético (95 ± 17 mg.L-1), sem prejuízo da capacidade tamponante do sistema, que apresentou aumento na alcalinidade pela ocorrência da sulfetogênese e pela característica básica das aminas aromáticas, produzidas por meio da quebra da ligação azo do corante, revelando absorção em diferentes comprimentos de onda na região do ultravioleta, denotando a produção de diferentes estruturas aromáticas. O efluente têxtil simulado foi mais tóxico do que seu correspondente tratado para ambas as situações (crônico e agudo) nos testes de toxicidade com Ceriodaphnia dúbia (crônica) e Daphnia magna (aguda), atestando o potencial dos reatores anaeróbios na destoxificação do corante azo Direct Black 22 para as espécies abordadas. Os testes de citotoxicidade in vitro empregando células McCoy (linhagem contínua de fibroblastos) em exposição ao efluente têxtil sintético tratado no RAnLE apresentaram um comportamento dose-dependente. O efluente diluído 3 vezes inibiu 50% das células. Por outro lado, não foi possível verificar um comportamento dose-dependente considerando as diferentes concentrações de DB22. Entretanto, houve diferença estatística significativa na viabilidade celular para as concentrações de DB22 de 0,016, 0,065, 0,2 e 0,26 mg.mL-1. Os resultados demonstram a necessidade do uso de diferentes testes de toxicidade a vários organismos, de forma a complementar os resultados obtidos pelos testes convencionais. Eletromicrografias da biomassa revelaram a presença de arqueias metanogênicas, demonstrando a capacidade de coexistência de comunidades sulfetogênicas e metanogênicas, dado o valor observado de DQO/sulfato de 5. O sequenciamento metagenômico em apontou grande abundância relativa de bactérias redutoras de sulfato (BRS), superior a 50%. Os bioensaios em batelada com o lodo de fundo e o lodo em suspensão do RAnLE apontaram que a biomassa aderida foi mais apta a suportar a carga tóxica proveniente do corante e das aminas aromáticas. A estrutura do RAnLE permitiu o estabelecimento de biomassa aderida e biomassa suspensa, concorrendo ambas para melhor desempenho do sistema. / The present work assessed the employment of an anaerobic up-flow fixed-structured bed (AUFFSB) reactor, which aimed to remove the main constituents of a simulated textile effluent with azo dye Direct Black 22 (DB22) and sulphate ions (65 and 200 mg.L-1, respectively), main constituents in residual waters generated by denim industry in Caruaru, PE. Ethanol was employed as electron donor (1000 mg.COD.L-1). Medium removals for COD, sulphate and dye concentration were respectively 80.28 ± 6.62%, 78.66 ± 4.04% and 68 ± 5%. Circa 3% of produced sulphide was identified in the effluent, 10% in gaseous state and approximately 87% precipitated either as metallic inorganic crystals, as elemental sulphur due to exposition to atmosphere, or due to the azo bound reduction of DB22, which contributed to colour removal in the generation of aromatic amines from the azo dye. The volatile fatty acids totalized 121 ± 34 mg.L-1 while acetic acid was the predominant one (95 ± 17 mg.L-1). Nevertheless, such concentrations did not impair the buffering capacity of the system, which had increased alkalinity due to the occurrence of sulphidogenesis and of the alkaline characteristic of the aromatic amines, which were produced from azo bound cleavage, revealing absorption in different wavelengths in the UV zone, inferring that different aromatic structures were formed. As for the toxicity, the simulated textile effluent was more toxic before treatment than after treatment for both bioessays employing Ceriodaphnia dubia and Daphnia magna, (chronic and acute toxicity), attesting the potential of anaerobic reactors to detoxify azo dye DB22. The in vitro cytotoxicity tests using McCoy cells (fibroblasts of a continuous lineage) exposed to simulated textile effluent treated on the anaerobic bioreactor presented a dose-dependent behaviour. The effluent diluted 3 times showed inhibition to 50% of the cells. On the other hand, it was not possible to verify a dose-dependent behaviour considering the different concentrations of DB22. However, there was significant statistical difference on cell viability for DB22 concentrations of 0.016, 0.065, 0.2 and 0.26 mg.mL-1. The results pointed to the need of diverse toxicity tests to various organisms in order to complement the results obtained by conventional used ones. Micrographs revealed the presence of methanogenic archeas, denoting the possibility of coexistence between sulphidogenic and methanogenic communities, considering the observed COD/sulphate ration of 5. Metadata obtained from metagenomic sequencing revealed high relative abundance of sulphate-reducing bacteria (SRB), which was superior to 50%. Batch bioessays showed that biomass in supporting material is more capable of enduring the toxic load from DB22 and aromatic amines. The AUFFSB structure enabled that suspended biomass developed along with fixed biomass, thus both collaborated for a better system performance.

Made available in DSpace on 2014-07-29T15:01:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 maria margareth goncalves.pdf: 3073051 bytes, checksum: a405b4aae069912b1212db181d1858f8 (MD5) Previous issue date: 2008-08-04 / Industrial activities are constantly producing wastes such as dyes which are usually found in the industrial effluents and constitutes a environmental problem due its toxicity and inadequate disposal. The use of fungi, in particular the white-rot fungus, have been found to be efficient for biodegrading these compounds. In addition, slow sand filtration have been reported to be the most efficient unit filtration processes to improve the physical, biological and chemical quality of potable water. The objective of this work was to investigate the removal efficiency of the dye FD&C azul Nº 2 Indigotina, by the use of the Trametes versicolor fungus combined with slow sand filtration. Two laboratory-scale filter columns of 0.08 m diameter and 0.90 m sand media depth were used to investigate the process performance. One slow sand filter, FLA, was applied in combination with the Trametes versicolor fungus, while the FLB was used as control. Three methodologies for the fungi growth were used. The results showed that the slow sand filtration is a prominent process for the removal of the dye FD&C azul nº 2 Indigotina when used in combination with the Trametes versicolor fungus. A maximum removal of 95% was found when the filter was inoculated with fungi grown on Petri dish. The average dye removal when the increased fungi biomass was inoculated to the filter was 70%. This result suggests that the filter performance increased when the fungus was inoculated with fungi grown on Petri dish. In addition, head loss was found to be higher in the FLA filter than in the FLA (control), indicating that the fungi biomass contributes to the head loss development. / Nas atividades industriais geradoras de resíduos os corantes são amplamente encontrados nos efluentes, quase sempre, constituindo um problema de ordem ambiental devido à sua toxicidade. O uso de fungos na degradação de corantes vem sendo estudado em diversos trabalhos científicos enquanto as vantagens econômicas e ambientais do uso de filtros lentos na produção de água bacteriologicamente segura há muito tempo já está descrita por diversos autores. Este trabalho teve por objetivo investigar a eficiência da remoção de corante artificial FD&C azul nº2 Indigotina, com uso do fungo de degradação branca Trametes versicolor em combinação com a filtração lenta. Para isso, foram instalados dois protótipos de filtros lentos denominados FL-A e FL-B em escala laboratorial, sendo que o filtro FL-A, foi inoculado com o fungo e o filtro FL-B, utilizado como controle, não foi inoculado com fungo. Três procedimentos foram empregados para o cultivo do fungo. Os resultados mostraram que a filtração lenta tem grande potencial para remoção eficiente de cor quando empregada em conjunto com o fungo Trametes versicolor. O melhor percentual de remoção do corante FD&C azul nº2 indigotina pelo fungo Trametes versicolor em combinação com a filtração lenta foi de 95% na metodologia com adição da biomassa de cultivo do fungo correspondente a duas placas de Petri. A média de descoramento da metodologia com adição de biomassa aumentada do fungo foi de 70%. Em todas as carreiras de filtração as perdas de cargas no FL-A, inoculado com fungo, foram superiores às do FL-B de controle. Este resultado indica que a biomassa gerada pelos fungos contribue para o aumento da perda de carga nos filtros lentos.