Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2017-04-19T13:01:26Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4192864 bytes, checksum: 5620a24d933c3a64b3d7cc69f709ce7a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-19T13:01:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4192864 bytes, checksum: 5620a24d933c3a64b3d7cc69f709ce7a (MD5) Previous issue date: 2000-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esse trabalho objetivou: a) Levantar a micobiota associada às seguintes espécies: aguapé (Eichhornia crassipes); alface d'água (Pistia estratiotes); canavieira (Echinochloa polystachya); aguapé de cordão (Eichhornia azurea); taboa (Typha domingensis); capim barrigudo (Paspalum repens); pinheirinho d'água (Myriophyllum aquaticum); cataia gigante (Polygonum spectabile); tripa de sapo (Alternanthera phylloxeroides); salvinia (Salvinia auriculata); nas bacias dos Rios Doce e São Francisco. b) Avaliar, preliminarmente o potencial de Colletotrichum typhae como micoherbicida para T. domingensis. Na bacia do Rio Doce foram coletadas 44 amostras e na do São Francisco coletaram-se 63 amostras de plantas aquáticas apresentando sintomas de doença. Em toda a extensão mediana e inferior do Rio Doce, todas as plantas alvo foram encontradas, à exceção de capim barrigudo. No Rio São Francisco encontraram-se todas as plantas alvo com exceção de M. aquaticum. Associados a T. domingensis foram identificados os fungos C. typhae, Stenella sp., Cercospora sp., Cladosporium typharum, Phoma sp. e Pestalotiopsis dichaeta. Os testes de patogenicidade efetuados indicam que apenas os isolados de C. typhae eram patogênicos a T. domingensis. O crescimento da colônia de C. typhae em meio artificial foi maior em fotoperíodo de 24 horas. As percentagens de germinação de conídios nos fotoperíodos: 0 hora, 12 horas e 24 horas foram 32,4, 37,9 e 39,1%, respectivamente, não havendo diferença significativa entre os tratamentos. O fungo cresceu bem às temperaturas de 25 e 35 o C, e o intervalo de temperatura adequado para germinação foi de 15 a 20 o C. A faixa ótima de temperatura e período de molhamento foliar para o desenvolvimento da doença foi de 15 a 20 o C e de 24 a 48 horas respectivamente. A incidência diminuiu com o aumento da temperatura e a redução do período de molhamento foliar. No teste de especificidade C. typhae só foi patogênico a T. domingensis. Pelos resultados, obtidos conclui-se que o fungo tem algumas das características desejáveis para utilização no desenvolvimento de micoherbicidas. / The purpose of this work was: a) Surveying the basin of the rivers São Francisco and Doce for the mycobiota associated with the following aquatic weeds: water hyacinth (Eichhornia crassipes), water lettuce (Pistia estratiotes), “canavieira” (Echinochloa polystachya), anchored water hyacinth (Eichhornia azurea), cattail (Typha domingensis), “capim barrigudo” (Paspalum repens), parrot’s feathers (Myriophyllum aquaticum), giant smartweed (Polygonum spectabile), alligator weed (Alternanthera phylloxeroides) and salvinia (Salvinia auriculata); in. b) To undertake a primarinary evaluation of the poterntial of Colletotrichum typhae as mycoherbicide for T. domingensis. Forty four samples of diseased aquatic weeds were collected in the basin of the river Doce and 63 in the basin of the river São Francisco. All the target-plants except for P. repens were found in the lower half of the river Doce. In the river São Francisco all the plants except for M. aquaticum were collected. The fungi C. typhae, Stenella sp., Cercospora sp., Cladosporium typharum, Phoma sp., and Pestalotiopsis dichaeta were found associated with T. domingensis. The pathogenicity tests indicated that only C. typhae isolates were pathogenic to T. domingensis. C. typhae grew better under constant light. Conidial germination percentages varied under different light regimes (0 hour, 12 hours and 24 hours). These were 32.4, 37.9, and 39.1% respectively. These results were nevertheless not statistically significantly different. The fungus grew well between 25 and 35o C and the adequate temperature for conidial germination was between 15 and 20o C. Ideal conditions of temperature and dew period for disease development was 15 - 20o C and 24 - 48 hours of dew. Disease incidence decreased with the increase of temperature and reduction of dew period. The specificity test showed that C. typhae was only pathogenic to T. domingensis. / Dissertação importada do Alexandria

Nos ambientes aquáticos tropicais, o crescimento das macrófitas aquáticas é favorecido pelas altas temperaturas e elevada intensidade de radiação solar. Nestas condições, tal crescimento pode subsidiar efetivamente a manutenção das cadeias tróficas e os fluxos de energia dos ambientes aquáticos naturais ou até mesmo construídos. Considerando que as alterações ao longo do tempo na diversidade das macrófitas aquáticas ocorrem pelas variações na biomassa e na abundância relativa das espécies, o presente trabalho limitou sua pesquisa a espécie Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Deste modo, são apresentados dois artigos científicos desenvolvidos sobre o tema: um enfocando o ambiente natural e as relações alométricas foliares da espécie com sua biomassa e outro desenvolvido em ambiente construído (estação de tratamento de efluentes) onde foram introduzidos exemplares da espécie com o objetivo de avaliar a capacidade depuradora em um sistema aquático contendo cromo e sua reação ao elemento químico. A conexão dos dois artigos desenvolvidos está no fato de que o primeiro faz uma definição e avaliação detalhada da metodologia a ser utilizada (não destrutiva) e o segundo aplica o método, já devidamente aferido, em plantas desenvolvidas em ambiente construído e com acentuada concentração de contaminantes. Desta forma, o presente trabalho, além de estabelecer uma nova metodologia de determinação de biomassa vegetal com base em dados alométricos, utiliza o mesmo para definir a eficiência de Eichhornia crassipes no processo de depuração de efluentes da indústria de couro. / In tropical aquatic environments, the growth of the aquatic macrophytes is favored had to the high temperatures and the raised intensities of solar radiation. In these conditions, such growth can effectively subsidize the maintenance of the trophic chains and the flows of energy of natural aquatic environments or even though constructed. Considering that the alterations in the diversity of aquatic macrophytes throughout the time occur for the substitution and variations in the biomass and relative abundance of the species, the present work limited its research the species Eichhornia crassipes (Mart.) Solms and presents two developed scientific articles on the subject: one focusing the natural environment and the allometry leaf relations of the species with its biomass and developed other in constructed environment (station of treatment of effluent) where had been introduced exemplary of the specimen with the objective to evaluate the depurant capacity in aquatic system contends chromium and its reaction to the chemical element. The connect of two produced articles is in the fact of that the first one makes a definition and detailed evaluation of the methodology to be used (not destructive) and as it applies the method, already duly surveyed, in plants developed in environment constructed and with accented concentration of contaminantes. In such a way, the present work, beyond establishing a new methodology of determination of vegetal biomass on the basis of given allometric, uses the same to define the efficiency of Eichhornia crassipes in the process of purification of effluent of the leather industry.

Nos ambientes aquáticos tropicais, o crescimento das macrófitas aquáticas é favorecido pelas altas temperaturas e elevada intensidade de radiação solar. Nestas condições, tal crescimento pode subsidiar efetivamente a manutenção das cadeias tróficas e os fluxos de energia dos ambientes aquáticos naturais ou até mesmo construídos. Considerando que as alterações ao longo do tempo na diversidade das macrófitas aquáticas ocorrem pelas variações na biomassa e na abundância relativa das espécies, o presente trabalho limitou sua pesquisa a espécie Eichhornia crassipes (Mart.) Solms. Deste modo, são apresentados dois artigos científicos desenvolvidos sobre o tema: um enfocando o ambiente natural e as relações alométricas foliares da espécie com sua biomassa e outro desenvolvido em ambiente construído (estação de tratamento de efluentes) onde foram introduzidos exemplares da espécie com o objetivo de avaliar a capacidade depuradora em um sistema aquático contendo cromo e sua reação ao elemento químico. A conexão dos dois artigos desenvolvidos está no fato de que o primeiro faz uma definição e avaliação detalhada da metodologia a ser utilizada (não destrutiva) e o segundo aplica o método, já devidamente aferido, em plantas desenvolvidas em ambiente construído e com acentuada concentração de contaminantes. Desta forma, o presente trabalho, além de estabelecer uma nova metodologia de determinação de biomassa vegetal com base em dados alométricos, utiliza o mesmo para definir a eficiência de Eichhornia crassipes no processo de depuração de efluentes da indústria de couro. / In tropical aquatic environments, the growth of the aquatic macrophytes is favored had to the high temperatures and the raised intensities of solar radiation. In these conditions, such growth can effectively subsidize the maintenance of the trophic chains and the flows of energy of natural aquatic environments or even though constructed. Considering that the alterations in the diversity of aquatic macrophytes throughout the time occur for the substitution and variations in the biomass and relative abundance of the species, the present work limited its research the species Eichhornia crassipes (Mart.) Solms and presents two developed scientific articles on the subject: one focusing the natural environment and the allometry leaf relations of the species with its biomass and developed other in constructed environment (station of treatment of effluent) where had been introduced exemplary of the specimen with the objective to evaluate the depurant capacity in aquatic system contends chromium and its reaction to the chemical element. The connect of two produced articles is in the fact of that the first one makes a definition and detailed evaluation of the methodology to be used (not destructive) and as it applies the method, already duly surveyed, in plants developed in environment constructed and with accented concentration of contaminantes. In such a way, the present work, beyond establishing a new methodology of determination of vegetal biomass on the basis of given allometric, uses the same to define the efficiency of Eichhornia crassipes in the process of purification of effluent of the leather industry.

Water hyacinth (Eichhornia crassipes) is a floating non-native plant that has been reoccurring in Lake Chapala, Jalisco, Mexico for more than 100 years. In this research, I explore the effects of water hyacinth on freshwater ecosystems worldwide and specifically on Lake Chapala. In chapter 1, I reviewed studies conducted on water hyacinth worldwide and found that the effects of water hyacinth on water quality are similar but the magnitude of effects is dependent on the percent cover and potentially the spatial configuration of water hyacinth mats. Water hyacinth's effect on aquatic invertebrates, fish, and waterbirds is less predictable and dependent on conditions prior to invasion. In chapter 2, I tested for relationships between percent water hyacinth cover and waterbird abundance, species diversity, community composition, and habitat use. In general, I found a weak positive relationship or no relationship between these variables. In Chapter 3, I monitored habitat use by American Coots (Fulica americana) in a variety of habitats around Lake Chapala. I found that the time spent in water hyacinth positively corresponded to the percent water hyacinth cover and that the time foraging in water hyacinth was positively related to the time spent in water hyacinth. In Chapter 4, I compared invertebrate assemblages in open water to those within and at the edge of water hyacinth mats, emergent vegetation, and submerged trees. I also examined invertebrate assemblages within the roots of water hyacinth plants and compared assemblages between patch and shoreline water hyacinth plants. I found that density and taxonomic richness of water column invertebrates were generally higher in association with water hyacinth, but that mean percent cover of water hyacinth affected the magnitude of differences among habitats and vegetation types. I did not find significant differences in root invertebrate density and taxonomic richness between patch and shoreline water hyacinth plants. In chapter 5, I discuss how water hyacinth affected dissolved oxygen and water transparency on a small, localized scale, but was not the driving factor for seasonal differences. The overall results suggest that water hyacinth had a minimal ecological effect on Lake Chapala during this study. / Ph. D.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Luciano Lavarda.pdf: 1286405 bytes, checksum: 6e333d013ea649c1abc83af92614fc90 (MD5) Previous issue date: 2010-02-19 / The aim of this work was to evaluate the adsorption capacity of Eichhornia crassipes as well as to investigate on the adsorption equilibrium and kinetic of copper, cadmium and zinc divalent ions in single, binary and ternary sorption systems. In order to improve the biosorption kinetic and experimental equilibrium conditions, the temperature effect on the plant drying was tested in 30 and 50°C temperatures, while the solution temperature effect was evaluated at four controlled temperatures, ranging from 25 to 45°C. The biosorbent grain size effect was also studied, using three fractional grain sizes between 0.147 to 0.589 mm and their mixture as well. For all tests, a volume of 50 mL for metal solution (4 mEq.L-1) was added to 250 mg dry plant in 125-mL Erlenmeyer flask. The mixtures were shaken for 12 h for each temperature setting, and then, the quantity of metal in each filtrated liquid phase sample was measured by AAS. In order to obtain the equilibrium time, the adsorption experimental times were set up at several short contact times, ranging from 5 min to 48 h. On the other hand, several batch single metal sorption experiments using the E. crassipes biomass as biosorbent were also carried out using a constant volume of 50 mL metal-supplied solution (4.0 mEq.L-1) in contact with dry biomass, ranging from 20 to 550 mg. Similarly, batch multicomponent sorption experiments, with equals and different amounts of metals spiked in biosorption medium, were performed in pH 5, during a 4 h shaking time. Within the dry temperature range tested, a higher metal removal performance was achieved for a temperature of 30oC. In the interval from 25 to 45oC controlled temperatures, the highest metal removal percent was observed to occur at 30oC solution temperature. On the other hand, the metal-sorption experiments based on fractional biomass grain sizes (0.147-0.589 mm) have not shown significant differences on the metal ion removal as compared among a mixture of them and different grain sizes tested. The results of monocomponent kinetic tests have showed that the equilibrium time was achieved around 2 h, 1 h and 45 min for Zn(II), Cu(II) and Cd(II), respectively. However, 1 and 2 h equilibrium time was achieved for Zn(II) and Cd(II), respectively, in a Zn(II)-Cd(II) binary system. In similar way, 1 and 2 h equilibrium time was achieved for Cu(II) and Cd(II), respectively, in a Cu(II)-Cd(II) binary system, while it was 45 min for both Zn(II) and Cu(II) in a Zn(II)-Cu(II) binary system. From the ternary kinetic test, equilibrium time of 45 min was observed for both Zn(II) and Cd(II), while a 1h equilibrium time was observed for Cu(II). The kinetic experimental data, at 30oC and pH 5, were found to best follow the pseudo-second order kinetic model, according to the good correlation coefficient value. The single equilibrium data for each metal at pH 5 were described according to the Langmuir isotherm model, with the same maximum metal content (qmax) values around 0.6 mEq.g-1 for all metals. While, the binary sorption data were evaluated through the Langmuir-type isotherms surface and their adjustable parameters were determined by the PSO (Particle Swarm Optimization) method. From the modeling results of the binary sorption data, the maximum metal contents were: 0.49 and 0.21 mEq.g-1 for Zn(II) and Cu(II), respectively, in Zn(II)-Cu(II) system; 0.42 and 0.17 mEq.g-1 for Cu(II) and Cd(II), respectively, in Cu(II)-Cd(II) system; 0.46 and 0.17 mEq.g-1 for Zn(II) and Cd(II), respectively, in Zn(II)-Cd(II) system. While, the maximum metal content values of 0.27, 0.65 and 0.30 mEq.g-1 were obtained for Zn(II), Cu(II) and Cd(II) ions, respectively, for a ternary sorption system. The kinetic and equilibrium adsorption results suggest that the E. crassipes biomass can be used as a low-cost, alternative biosorbent in metal treatment systems of industrial effluents. / O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de adsorção da macrófita Eichhornia crassipes, bem como investigar o equilíbrio e a cinética de adsorção dos íons divalentes cobre, cádmio e zinco, em sistemas monocomponentes, binários e ternários de sorção. A fim de melhorar a cinética de biossorção e as condições experimentais de equilíbrio, foi testado o efeito da temperatura de secagem da planta utilizando as temperaturas de 30 e 50°C, enquanto que o efeito da temperatura de sorção foi avaliada em quatro diferentes temperaturas, variando de 25 a 45°C. O efeito do tamanho dos grânulos do biossorvente também foi estudado utilizando-se três granulometrias, as quais estavam na faixa entre 0,147 e 0,589 mm e também foi testada a mistura dos grânulos sem ser peneirada. Para todos os testes, um volume de 50 mL de solução contendo os íons metálicos (4 mEq.L-1) foi colocada em contato com 250 mg de biomassa em erlenmeyers de 125 mL. As misturas foram agitadas por 12 h para cada ajuste de temperatura e, em seguida, as amostras foram filtradas e as quantidades de íons metálicos presentes na fase líquida foram medidas por espectrofotometria de absorção atômica. A fim de obter os tempos de equilíbrio foram realizados experimentos de adsorção em uma faixa de tempo variando de 5 min a 48 h. Também foram realizados testes batelada dos dados de equilíbrio utilizando a biomassa da E. crassipes como biossorvente em um volume constante de 50 mL de solução de metal (4,0 mEq.L-1) em contato com a biomassa seca, variando de 20 a 550 mg. Da mesma forma foram realizadas as bateladas experimentais de adsorção multicomponente, em pH 5, durante 4 horas de agitação. A temperatura de secagem da macrófita que obteve um desempenho maior na remoção dos íons metálicos foi a de 30°C. Para as temperaturas de sorção testadas no intervalo de 25 a 45°C, a percentagem mais elevada de remoção dos metais foi observada em 30°C. Por outro lado, os experimentos de sorção em várias granulometrias (0,147 a 0,589 mm) não mostraram diferenças significativas na remoção dos íons metálicos em relação à mistura delas ou entre as diferentes granulometrias testadas. Os resultados dos testes cinéticos monocomponentes mostraram que o tempo de equilíbrio foi alcançado em torno de 2 h, 1 h e 45 min para Zn (II), Cu (II) e Cd (II), respectivamente. No entanto, no sistema binário Zn(II)-Cd(II), os tempos de equilíbrio foram 1 e 2 h para o Zn(II) e para o Cd(II), respectivamente. De maneira similar, tempos de equilíbrio de 1 e 2 h também foram alcançados para o Cu(II) e para o Cd(II), respectivamente, no sistema binário Cu(II)-Cd(II) e de 45 min para ambos os íons Zn(II) e Cu(II) no sistema binário Zn(II)-Cu(II). A partir do teste cinético ternário foi possível observar que o tempo de equilíbrio para os íons Zn(II) e Cd(II) foram de 45 min, enquanto que para o Cu(II) o tempo de equilíbrio foi de 1h. Os dados experimentais da cinética em 30°C e em pH 5 foram melhor ajustados pelo modelo cinético de pseudo-segunda ordem de acordo com o valor do coeficiente de correlação obtido. Os dados de equilíbrio foram melhor descritos pela isoterma de Langmuir em pH 5 para todos os íons metálicos, obtendo os valores das capacidades máximas de sorção (qmax) em torno de 0,6 mEq.g-1 para todos os metais. Os dados de sorção para os sistemas binários foram avaliados através das isotermas de superfície de resposta pelo modelo de Langmuir e os parâmetros ajustáveis foram determinados pelo método PSO (Particle Swarm Optimization). A partir dos resultados obtidos na modelagem dos dados binários as capacidades máximas de sorção dos íons metálicos foram: 0,49 e 0,21 mEq.g-1 para o Zn(II) e o Cu(II), respectivamente, no sistema binário Zn(II)-Cu(II); 0,42 e 0,17 mEq.g-1 para o Cu(II) e o Cd(II), respectivamente, no sistema Cu(II)-Cd(II) e 0,46 e 0,17 mEq.g-1 para o Zn(II) e o Cd(II), respectivamente, no sistema Zn(II)-Cd(II). Enquanto que, para os sistema ternário, as capacidades máximas de sorção foram de 0,27; 0,65 e 0,30 mEq.g-1 para o Zn(II), o Cu(II) e o Cd(II), respectivamente. Os resultados obtidos na cinética de adsorção e de equilíbrio sugerem que a biomassa da E. crassipes pode ser utilizada com um baixo custo e é um biossorvente alternativo para o uso em sistemas de tratamento de efluentes industriais.

Despite a positive contribution to economic – social development, the growth of piggeries has caused heavily environmental pollution. Currently, treated wastewater of pig farms unfortunately does not meet the national discharge standards yet. This paper presents some research results on the removing COD, nitrogen and phosphorus in piggery wastewater after anaerobic (biogas) process at pilot scale by the combined system using Phragmites australis, Cyperus alternifolius, Vetiveria zizanioides and Eichhornia crassipes. The experimental results showed that the wastewater loading rate of 47.35 l/m2.day with initial concentrations of 203.24 mg COD/l, 111.94 mgTN/l and 13.61 mgTP/l gave removal efficiency of 71.66 %, 79.26 % and 69.65 %, respectively. Thus, the removed quantity of total nitrogen (TN) and total phosphorus (TP) was of 4201.35 mg TN/m2.day và 448.76mg TP/m2.day. The obtained results indicated that the flow wetland system, using Phragmites australis, Cyperus alternifolius, Vetiveria zizanioides and Eichhornia crassipes has a rather high COD, TN and TP removal efficiency with simple operation so that it could be feasible if applied for treating pig wastewater. However, the system should be functioned longer for taking data and for evaluating its stability. / Mặc dù có những đóng góp tích cực cho sự phát triển kinh tế - xã hội, việc phát triển chăn nuôi lợn đã gây ô nhiễm môi trường nghiêm trọng. Hiện nay, nước thải chăn nuôi lợn từ các cơ sở chăn nuôi sau xử lý vẫn chưa đáp ứng được các tiêu chuẩn thải của quốc gia và tiêu chuẩn ngành. Bài báo này trình bày kết quả nghiên cứu về khả năng loại bỏ COD, nitơ (N) và phôtpho (P) trong nước thải chăn nuôi lợn đã qua xử lý bằng hầm biogas của hệ thống phối hợp cây Sậy, Thủy Trúc, cỏ Vetiver và Bèo Tây ở qui mô pilot. Kết quả thực nghiệm ở tải lượng 47,35 l/m2.ngày, với COD, tổng nitơ (TN) và tổng phôtpho (TP) đầu vào trung bình là 203,24 mg/l, 111,94 mg/l và 13,61 mg/l, tương ứng, thì hiệu suất xử lý lần lượt là 71,66 %; 79,26 % và 69,65 %. Như vậy lượng TN và TP loại bỏ là 4201,35 mgN/m2.ngày và 448,76 mgP/m2.ngày. Kết quả nhận được cho thấy hệ thống sử dụng cây Sậy, Thủy Trúc, cỏ Vetiver và Bèo Tây có hiệu quả loại bỏ COD, TN và TP khá cao trong khi vận hành đơn giản nên có triển vọng áp dụng trong điều kiện thực tế để xử lý nước thải chăn nuôi lợn. Tuy nhiên để đánh giá tính ổn định, hệ thống cần được hoạt động với thời gian lâu dài hơn.

Introduced populations of Eichhornia crassipes (Pontederiaceae) possess extremely low levels of genetic diversity due to severe bottleneck events and clonal reproduction. While populations elsewhere have been well studied, North American populations of E. crassipes remain understudied. We used Amplified Fragment Length Polymorphism markers to assess genetic diversity and population structure in North American E. crassipes populations. Patterns of diversity over the past fifty years were analyzed using herbarium specimens. Furthermore, we sampled populations across the Gulf Coast of the United States throughout a year to determine contemporary genetic diversity and assess potential seasonal effects. Genetic diversity was found to be scant in the United States without population structure, agreeing with previous studies from other regions. Genetic diversity has remained consistently low over the past fifty years despite significant changes in selection pressure. However, evidence for and against population structure between seasons was found and the consequences of this are discussed.

The search for alternatives to the fossil oil and concern about environmental pollution has increasingly supported the importance of biofuels. The production of bio-oil from aquatic plants (water hyacinth) has become as interesting alternative due to its rapid growth rate, robust nature and unrelated to the food chain. The present work aimed to study the application of conventional and catalytic pyrolysis to convert aquatic plants like Eichhornia crassipes (EC) and Eichhornia azurea (EA) in bio-oil, employing Ferrierite and Y zeolite as catalysts. These plants were obtained in Aracaju-SE and Itabaiana-SE, respectively. The micropyrolys is were performed at three temperatures (400, 500 and 600 °C). The catalytic micropyrolysis using Ferrierite and Y zeolite was performed in the same condition applying 1 and 5% of catalysts w/w. The bio-oils solutions obtained were characterized by GC/MS and GC-FID. The micropyrolysis performed in the absence of catalyst showed similar chromatographic profiles to the biomasses tested, with the composition of bio-oils showing phenolic compounds, acids and alcohols. With Ferrierite as catalyst at 5% in the micropyrolysis and performing a study from the total area of the obtained chromatograms was observed the higher yield by GC-FID caused by the increased formation of small molecular mass compounds from biomasses. However, when used 1% of the same catalyst to EC was not observed a very significant difference in relation with no catalyst pyrolysis. To the EA in this condition was observed a significant yield reduction when performed at 500 °C. When used Y catalyst for EA pyrolysis a smaller yield was observed at all studied temperatures that shows a significantly inhibited formation of compounds derived from these lignocelullosic biomasses. However for the EC catalytic pyrolysis with 5% of Y catalyst at 500 °C we observed the largest decrease in the yield from the chromatograms area. The bio-oils characterization gave compounds identified belong to the following classes: alcohol, phenol, and sugar acids. The bio-oils from catalytic pyrolysis of EC and EA biomass showed a high content of phenolic compounds and acidic compounds. / A procura por soluções alternativas para a substituição total ou parcial do petróleo e a preocupação com a poluição ambiental tem reforçado cada vez mais a importância da produção de biocombustíveis. Neste sentido a produção de bio-óleo a partir de plantas aquáticas tornou-se uma alternativa interessante. Estas plantas são invasoras e possuem alta taxa de crescimento, natureza robusta e não tem relação com a cadeia alimentar. Neste trabalho, biomassas provenientes de plantas aquáticas, obtidas em Itabaiana-SE e Aracaju-SE, das espécies crassipes (EC) e azurea (EA), ambas do gênero Eichhornia, foram submetidas a micropirólise convencional a três temperaturas, 400, 500 e 600 ºC, e catalítica empregando catalisadores do tipo zeólita Ferrierita e Y nas proporções de 1 e 5%. As soluções de bio-óleos produzidas foram caracterizadas por CG/EM e CG-FID. Na micropirólise realizada na ausência de catalisador foi observado semelhança na composição química do bio-óleo para todas as condições testadas. Empregando 5% de catalisador Ferrierita na micropirólise, e realizando um estudo da área total dos cromatogramas obtidos foram observados aumentos significativos a 400 ºC para EC (+53,74%) e para a EA (+43,67%). A 1% deste mesmo catalisador para a EC houve diminuição da área total nas três temperaturas, enquanto que para EA houve diminuição na área total a 500 ºC (-48,09%). Quando empregado a zeólita Y nas duas proporções foi observado menor capacidade de produção de bio-óleo para EA em todas as temperaturas estudadas. A maior diminuição de área foi a 600 ºC (-25,70%) a 1% de catalisador e quando utilizado 5% foi a 500 ºC (-84,34%), ou seja, houve a inibição significativa na formação de bio-óleo. Para a EC foi observado a maior diminuição da capacidade de conversão térmica catalítica desta biomassa em bio-óleo na condição de 5% de zeólita Y, a 500 ºC (-33,23%) e na condição de 1% de zeólita Y, a 600 ºC (-46,77%). Os principais compostos identificados nos bio-óleos obtidos foram das classes do álcoois, fenóis, ácidos e açúcares. O bio-óleo obtido por pirólise catalítica das biomassas EC e EA apresentou um alto teor de compostos fenólicos e ácidos.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Lignocellulosic biomass use for obtaining biofuels has been showing itself with much more evidence during these past years through cellulosic ethanol and biooils, biogases and biochars. Aquatic plants of lignocellulosic basis, Eichhornia crassipes species, commonly known by water hyacinth, represent a major environmental problem due to their invasive nature and their high proliferation rate. In this work we evaluated the possibility of use this biomass source from pyrolysis in a rotary kilns reactor in three different temperatures. The results evidence that the major yield of the liquid fraction (bio-oil + acid extract) was obtained at 500 ºC (42.11%). For 400 ºC and 600 ºC, the biochar and biogas had major production, 37.78% and 42.36%, respectively. Bio-oils characterization by GC/MS produced in microscale allowed an investigation upon the scale-up phenomenon under the bio-oils composition. The results show that, in qualitative terms, the chemical composition of bio-oils was not changed, however, at semiquantitative aspect, show they are produced in distinguish relative percentages. The mainly chemical classes identified in biooils were: acids, alcohols, phenols and sugar derivatives. Bio-oils showed in average, 68% of calorific power of the fuels derived from petroleum, glimpsing enforcement on the energetic area. In the produced biochars, with yields between 37% and 26%, the increase on pyrolysis temperature has provided an increase upon carbon concentration, and a decreasing upon the hydrogen and oxygen concentrations, reflecting in high aromaticity of the materials. These materials ware tested in some aspects about the soils management, nutritional function and water retention. In view of this, the water hyacinth pyrolysis has associated sustainability concepts and green chemistry, putting concepts of renewable energetic sources together and glimpsing an environmental problems inhibition, to offer an alternative to the 2nd generation of bio-fuels production. / O uso de biomassas lignocelulósicas para a obtenção de biocombustíveis apresenta-se com muito mais evidência nos últimos anos através do etanol celulósico e de bio-óleos, biogás e biocarvão. As plantas aquáticas de base lignocelulósica da espécie Eichhornia crassipes, popularmente conhecida por aguapé, representam um grande problema ambiental devido ao seu caráter invasor e sua alta taxa de proliferação. Neste trabalho avaliou-se a possibilidade de aproveitamento dessa fonte de biomassa a partir do processo de pirólise em um reator cilindro rotativo em três diferentes temperaturas. Os resultados demonstraram que o maior rendimento da fração líquida (bio-óleo + extrato ácido) foi obtido a 500 ºC (42,11%). Para as temperaturas de 400 e 600 ºC, o biocarvão e o biogás tiveram maior produção, 37,78% e 42,36%, respectivamente. A caracterização por CG/EM dos bio-óleos produzidos em microescala permitiram investigar o efeito de scale-up sob a composição dos bio-óleos. Os resultados mostraram que em termos qualitativos, a composição química dos bio-óleos não foi alterada, no entanto, no aspecto semiquantitativo mostraram que são produzidos em percentuais relativos distintos. As principais classes químicas identificadas nos bio-óleos foram: ácidos, álcoois, fenóis e derivados de açúcares. Os bio-óleos apresentaram em média 68% do poder calorífico do combustível derivado de petróleo, vislumbrando uma aplicação na área energética. Nos biocarvões produzidos, com rendimento variando de 37% a 26%, o aumento da temperatura de pirólise proporcionou um aumento na concentração de C, e uma diminuição nas concentrações de H e O, refletindo em maior aromaticidade dos materiais. Estes materiais foram testados sob alguns aspectos quanto ao manejo de solos, função nutricional e retenção de água. À vista disto, a pirólise de aguapé relacionou conceitos de sustentabilidade e química verde, unindo o conceito de fontes de energias renováveis com a inibição de problemas de cunho ambientais, ao oferecer uma biomassa alternativa para a produção de biocombustíveis de 2ª geração.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Paula de Oliveira.pdf: 11086894 bytes, checksum: 428ff3baaac89e47e47de37f81ccdfc5 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The main objective of this study was to verify the influence of the macronutrient phosphorus in the lead bioaccumulation process, using the living aquatic macrophyte Eicchornia crassipes. In addition, the removal capacity of lead ions and some nutrients such as P, K, Ca and Fe, by the E. crassipes was verified, obtaining also information on how these are distributed within two compartiments of the plant: roots and leaves. For this, a set of metal removal/bioaccumulation experiments, in batch mode, was performed for different concentration ranges of metal and nutrients in hydroponic conditions. Several 5 L growing solutions based on the set of macro and micronutrients specified by Clark as being adequate to cultivate plants in hydroponic conditions were prepared, containing a mixture of lead (0, 5, 10, 15 and 20 mg L-1) and phosphorus (once, twice, four and eight times of 3,2 mg L-1) concentrations among other constant essential nutrient ones. At a greenhouse and using several 8 L containers approximately 80 g of living and healthy E. crassipes aquatic macrophytes were growded in each type of 5 L growing solution, restoring its former hydroponic and metal concentration condition at each two days time interval as well as monitoring the plant weight, the aqueous medium temperature and the pH values. After predefined collection time (2, 4, 8, 16 and 32 d), samples of growing solutions and plants were separated and measured some physico-chemical parameters and then stored in plastic bags for posterior analysis. Analysis of initial and residual concentrations of lead and nutrients available in the metal-doping Clark growing solutions as well as bioaccumalated metal concentrations in the dried plant samples (roots and leaves) were performed by SR-TXRF technique, except for phosphorus concentrations which were determined by a colorimetric method. According to the TXRF results, the adsorption/accumulation of lead ions in roots and leaves of the Eichhornia crassipes was slightly favoured by the presence of high phosphorus concentrations in the metal-doping Clark growing solutions. It can be noticed that the lead removal by roots is a quit process, occurring basically a high lead adsorption in the first days, whereas the lead bioaccumulation in leaves is a low process due to ocurr a low transportation rate of nutrients for aerial parts of the aquatic plant. Beside this, high lead concentrations in metal-doping Clark solutions have negatively influenced the accumulation of phosphorous in leaves as well as a low phosphorous adsorption in roots, suggesting that there is a detrimental effect on sorption and transport of phosphourous to the leaves by the presence of lead ions. On the other hand, it was observed a high systematically increasing of potassium concentration in roots whereas a reduction on potassium ones is occurring in leaves due to the presence of lead ions, suggesting that there is a migration process of potassium from leaves to roots. It could be occurring by different possible processes such as potassium complexation in roots or occupation of lead sites by potassium during the transportation of lead to aerial parts, reducing the potassium concentration in leaves. Further nutrient and metal adsorption/bioaccumulation experiments are necessary to understand better the translocation and accumulation process of nutrients such as phosphorus and potassium when lead ions are being adsorbed and transported within the internal structure of the aquatic plant. / O objetivo principal do trabalho foi verificar a influência do macronutriente fósforo no processo de bioacumulação do chumbo, utilizando a macrófita aquática Eicchornia crassipes viva. Além disso, verificou-se a capacidade de remoção de íons chumbo e alguns nutrientes como o P, K, Ca e Fe, pela E. crassipes, obtendo-se também informações de como estes são distribuídos dentro de dois compartimentos da planta: raízes e folhas. Para tanto, foi realizado um conjunto de experimentos de remoção/bioacumulação de metal, em batelada, para diferentes faixas de concentração de metal e nutrientes em condições hidropônicas. Foram preparadas várias soluções de cultivo com base no conjunto de macro e micronutrientes especificado por Clark como sendo adequado para cultivar plantas em condições de hidroponia, contendo uma mistura de chumbo (0, 5, 10, 15 e 20 mg L-1) e fósforo (uma, duas, quatro e oito vezes 3,2 mg L-1) entre outros nutrientes fundamentais em concentrações constantes. Em uma estufa e usando vários recipientes com capacidade de 8 L, aproximadamente 80 g da macrófita aquática E. crassipes viva e saudável, foram colocadas a crescer em 5 L de cada tipo de solução de crescimento, restaurando-se as condições iniciais hidropônicas e de concentração de metal a cada dois dias, bem como monitorando o peso da planta, a temperatura do meio aquoso e os valores de pH. Após o tempo de cultivo pré-definido (2, 4, 8, 16 e 32 d), amostras de solução de cultivo e planta foram separadas, medidos alguns parâmetros físico-químicos e armazenadas em sacos plásticos para posterior análise. Análises das concentrações inicial e residual de chumbo e de nutrientes disponíveis na solução de cultivo de Clark contendo metal, assim como concentrações de metal bioacumuladas nas amostras de planta seca (raízes e folhas), foram realizadas pela técnica SR-TXRF, exceto para as concentrações de fósforo, que foram determinadas por um método colorimétrico. De acordo com os resultados da TXRF, a adsorção/acumulação de íons de chumbo nas raízes e folhas da Eichhornia crassipes foi levemente favorecida pela presença de altas concentrações de fósforo nas soluções de cultivo de Clark contendo metal. Pode-se notar que a remoção de chumbo pelas raízes é um processo rápido, ocorrendo basicamente uma alta adsorção de chumbo nos primeiros dias, enquanto que a bioacumulação de chumbo nas folhas é um processo lento devido à ocorrência de uma baixa taxa de transporte de nutrientes para a parte aérea da planta aquática. Além disso, altas concentrações de chumbo na solução de Clark podem ter influenciado negativamente o acúmulo de fósforo nas folhas, bem como uma baixa adsorção de fósforo nas raízes, sugerindo que há uma relação prejudicial na adsorção de fósforo e seu transporte para as folhas pela presença de íons de chumbo. Por outro lado, observou-se um aumento sistemático na concentração de potássio nas raízes e redução na quantidade de potássio nas folhas devido à presença de íons de chumbo, sugerindo que há um processo de migração de potássio das folhas para as raízes. Isto pode ocorrer por diferentes processos, tais como a complexação de potássio nas raízes ou a ocupação de sítios de chumbo pelo potássio durante o transporte de metal para a parte aérea, reduzindo a concentração de potássio nas folhas. No entanto, são necessários mais experimentos de adsorção/bioacumulação de nutrientes e metal para melhor entendimento do processo de translocação e acumulação de nutrientes, como fósforo e potássio, quando íons de chumbo estão sendo adsorvidos e transportados dentro da estrutura interna da planta aquática.