Thesis (Ph. D.)--University of Chicago. / Reprinted from the Botanical Gazette, Vol. 41, no. 3 (March 1906). Includes bibliographical references. Also available on the Internet.

Muitos biossorventes naturais têm sido pesquisados por possuírem baixo custo e apresentarem propriedades ligantes, como é o caso da macroalga marinha Sargassum filipendula (S. filipendula) que vem sendo utilizada como material biossorvente no processo de biossorção de metais pesados. No presente trabalho a alga marrom foi utilizada para estudos realizados em batelada, onde se determinou o pH ideal de biossorção de vanádio, a relação sólido/líquido ideal e a importância da velocidade de agitação. O estudo cinético e de equilíbrio dos íons metálicos também foram realizados em bateladas nas seguintes condições de ensaio: (1) 0,10 g de biomassa, 25,0 mL de solução de vanádio igual a 18,0 mg L-1, temperatura 25,0 C e 150 rpm de agitação; (2) 0,10 g de biomassa, 25,0 mL de solução de vanádio igual a 36,0 mg L-1, temperatura 25,0 C e 150 rpm de agitação. A melhor condição para biossorção de vanádio foi encontrada para 36,0 mg L-1 e pH= 2,0. O estudo cinético de biossorção de vanádio mostrou que o modelo de segunda ordem descreve melhor os dados experimentais em 36,0 mg L-1 (R2= 0,9825). O estudo de equilíbrio mostrou um perfil crescente de remoção de vanádio. A melhor eficiência de captação dos íons de vanádio foi de 61,0 % para Co= 40,0 mg L-1 em pH= 2,0. Os dados experimentais da isoterma de vanádio mostraram-se mais adequados ao modelo de Langmuir para pH= 2,0, Os parâmetros de equilíbrio calculados a partir do modelo de Langmuir (b, qmax ) 0,009 e 43,3 mg/g, respectivamente, corroboram melhor para a interpretação dos resultados quando comparados com o modelo de Freundlich (kF, n) 1,56 e 2,41, visto que o coeficiente de correlação é maior para Langmuir / Many natural biosorbents have been investigated for having low cost and submit binding properties, as is the case of marine marcoalgae Sargassum filipendula (S. filipendula) that has been used biosorbent material in the processes of biosorption of heavy metals. In the present study the brown seaweed has been used to study conducted in bach mode, where it was determined the optimum pH for biosorption of vanadium, the solid/liquid ratio ideal and the importance of speed of agitation. The kinetic and equilibrium study of metal ions were also performed in batches in the following test conditions: (1) 0.10 g of biomass, 25.0 mL of vanadium solution equal to 18.0 mg L-1, temperature 303 K and 150 rpm agitation. (2) 0.10 g of biomass, 25.0 mL of vanadium solution equal to 36.0 mg L-1, temperature 303 K and 150 rpm agitation. The optimum conditions for biosorption of vanadium was found to 36.0 mg L-1, pH 2,0. The kinetic study of vanadium biosorption showed that the second order model best describes the experimental data 36.0 mg L-1, (R2 = 0.9825). The balance study showed an increased uptake profile of vanadium. The best collection efficiency of vanadium ion was 46.0 % for Co = 36.0 mg L-1 at pH 2.0. The experimental isotherm data of vanadium were more suitable for the Langmuir model at pH 2.0. The equilibrium parameters calculated from the Langmuir model (b, qmax ) were 0.009 e 43.3 mg/g respectively, to better corroboration to interpretation of results when compared with the Freundlich model (kF, n) 1,56 e 2,41, whereas the correlation coefficient is higher for Langmuir

Muitos biossorventes naturais têm sido pesquisados por possuírem baixo custo e apresentarem propriedades ligantes, como é o caso da macroalga marinha Sargassum filipendula (S. filipendula) que vem sendo utilizada como material biossorvente no processo de biossorção de metais pesados. No presente trabalho a alga marrom foi utilizada para estudos realizados em batelada, onde se determinou o pH ideal de biossorção de vanádio, a relação sólido/líquido ideal e a importância da velocidade de agitação. O estudo cinético e de equilíbrio dos íons metálicos também foram realizados em bateladas nas seguintes condições de ensaio: (1) 0,10 g de biomassa, 25,0 mL de solução de vanádio igual a 18,0 mg L-1, temperatura 25,0 C e 150 rpm de agitação; (2) 0,10 g de biomassa, 25,0 mL de solução de vanádio igual a 36,0 mg L-1, temperatura 25,0 C e 150 rpm de agitação. A melhor condição para biossorção de vanádio foi encontrada para 36,0 mg L-1 e pH= 2,0. O estudo cinético de biossorção de vanádio mostrou que o modelo de segunda ordem descreve melhor os dados experimentais em 36,0 mg L-1 (R2= 0,9825). O estudo de equilíbrio mostrou um perfil crescente de remoção de vanádio. A melhor eficiência de captação dos íons de vanádio foi de 61,0 % para Co= 40,0 mg L-1 em pH= 2,0. Os dados experimentais da isoterma de vanádio mostraram-se mais adequados ao modelo de Langmuir para pH= 2,0, Os parâmetros de equilíbrio calculados a partir do modelo de Langmuir (b, qmax ) 0,009 e 43,3 mg/g, respectivamente, corroboram melhor para a interpretação dos resultados quando comparados com o modelo de Freundlich (kF, n) 1,56 e 2,41, visto que o coeficiente de correlação é maior para Langmuir / Many natural biosorbents have been investigated for having low cost and submit binding properties, as is the case of marine marcoalgae Sargassum filipendula (S. filipendula) that has been used biosorbent material in the processes of biosorption of heavy metals. In the present study the brown seaweed has been used to study conducted in bach mode, where it was determined the optimum pH for biosorption of vanadium, the solid/liquid ratio ideal and the importance of speed of agitation. The kinetic and equilibrium study of metal ions were also performed in batches in the following test conditions: (1) 0.10 g of biomass, 25.0 mL of vanadium solution equal to 18.0 mg L-1, temperature 303 K and 150 rpm agitation. (2) 0.10 g of biomass, 25.0 mL of vanadium solution equal to 36.0 mg L-1, temperature 303 K and 150 rpm agitation. The optimum conditions for biosorption of vanadium was found to 36.0 mg L-1, pH 2,0. The kinetic study of vanadium biosorption showed that the second order model best describes the experimental data 36.0 mg L-1, (R2 = 0.9825). The balance study showed an increased uptake profile of vanadium. The best collection efficiency of vanadium ion was 46.0 % for Co = 36.0 mg L-1 at pH 2.0. The experimental isotherm data of vanadium were more suitable for the Langmuir model at pH 2.0. The equilibrium parameters calculated from the Langmuir model (b, qmax ) were 0.009 e 43.3 mg/g respectively, to better corroboration to interpretation of results when compared with the Freundlich model (kF, n) 1,56 e 2,41, whereas the correlation coefficient is higher for Langmuir

Thesis (Ph. D.)--University of Wisconsin--Madison, 1926. / Typescript. eContent provider-neutral record in process. Description based on print version record. Includes bibliographical references (leaves 49-52).

Thèse d'exercice : Pharmacie : Université de Nantes : 2004. / Bibliogr. f. 108-120 [115 réf.].

O uso de biomassas para biossorção de metais pesados é bem documentado na literatura e vários tipos de espécies de microrganismos e algas já foram testados. A maior parte destes trabalhos foi realizada com biomassa seca para prevenir qualquer resposta metabólica indesejável. Vários estudos na literatura sugerem o uso de biomassa seca sobre condições moderadas, tais como secagem ao sol; por outro lado, vários trabalhos recomendam a faixa de 313K a 353K para garantir completa inativação da biomassa. O efeito da biomassa seca ao sol a 303K e seca a 333K em estufa na remoção de Cd2+ é aqui reportado. A avaliação dos resultados foi baseada na cinética e capacidade de remoção do metal pela alga Sargassum filipendula. Os resultados indicam que a adsorção máxima de metal não foi notadamente reduzida quando a biomassa seca em estufa foi usada, para concentrações de cádmio na faixa de 10,0 a 500,0 mg L-1. O estudo cinético realizado indicou que o modelo de pseudo segunda ordem ajustou melhor os dados experimentais, tanto para uma solução diluída (10 mg L-1) quanto para a concentrada (100 mg L-1). Em ambos os casos, os efeitos da secagem em estufa, a 60C refletiu-se suavemente na remoção do metal. Os dados experimentais foram melhor ajustados pelo modelo de Langmuir em comparação com o modelo de Freundlich. Análises termogravimétricas mostraram que não havia dano estrutural no biossorvente devido à secagem em estufa. O espectro de infravermelho não indicou diferença entre a biomassa in natura e seca. O efeito da temperatura na biossorção do metal significativo na faixa de 303K a 328K, refletindo-se na capacidade de remoção do cádmio / The use of biomass for biosorption of heavy metals is well documented in the literature and several types of microbial species and seaweeds were already tested. Most of these works are conducted with dry biomass in order to prevent any undesirable metabolic response. Several literature reports suggest drying the biomass under mild conditions, such as sun-drying; on the other hand, several reports recommend the range from 313 K to 353 K to ensure complete inactivation of the biomass. The effect of sun-drying the biomass at 303 K and oven-drying at 333 K in Cd2+ ions remotion is here reported. Evaluation of results was based on the kinetics and uptake capacity of the metal by the seaweed Sargassum filipendula. Results indicated that the maximum metal uptake was not markedly reduced when oven-dried biomass was used, for cadmium concentrations ranging from 10.0 to 500.0 mg L-1. Kinetic tests performed indicated a better fit of the experimental data to the pseudo second order model, both for a dilute (10 mg L-1) and a concentrated solution (100 mg L-1). In both cases the effect of drying in an oven, at 333 K was slightly reflected in the uptake. Results were best represented by the Langmuir model in comparison to the Freundlich model. Thermogravimetric analysis confirmed that no structural damage due to drying at high temperatures was observed. Infrared spectra indicated no difference between the in natura and dried biomass. The effect of temperature on the metal uptake was significant in the range from 303 to 328 K, reflected in the cadmium uptake capacity

No presente trabalho, pretendeu-se avaliar a alga marinha Sargassum filipendula na sua capacidade de remoção do metal cobre na presença do metal cálcio, de modo a verificar o efeito da presença do cálcio, proveniente do hidróxido de cálcio (cal hidratada), utilizado no tratamento primário de efluentes por precipitação química. Para tanto, foi realizado primeiramente o estudo da cinética de biossorção de cobre e cálcio em regime de batelada, nas concentrações de 50 e 200 g/mL, e em seguida foi estudado o equilíbrio da biossorção de cobre e cálcio, também em regime de batelada, utilizando soluções isoladas e combinadas de cobre e cálcio, em concentrações variadas, com biomassa lavada com água corrente e com HCl 0,1 mol/L, de modo a verificar se houve melhora na biossorção com a protonação da biomassa. Os resultados do estudo cinético da biossorção do cobre e do cálcio mostraram, em todos os casos, que o equilíbrio ocorreu até os 30 minutos iniciais e que os resultados do cobre se ajustaram melhor a um modelo cinético de segunda ordem, enquanto que os resultados do cálcio não se ajustaram a nenhum dos dois modelos propostos. Foi possível verificar ainda uma relação direta entre biossorção de cobre e liberação de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, sugerindo o envolvimento de troca-iônica durante o processo. Já com os resultados de estudo do equilíbrio da biossorção dos metais cobre e cálcio, foi possível obter algumas conclusões, dentre as quais podemos destacar a predileção pelo modelo de isotermas de Langmuir e a interferência na biosorção do cobre causada pela presença do cálcio na solução. Nesta etapa, foi possível ainda estabelecer novamente a correlação de permuta entre os metais cobre e alcalinos/alcalino terrosos. Os modelos de pseudo-primeira ordem e segunda ordem foram utilizados para avaliar a cinética de adsorção dos íons metálicos pela biomassa, enquanto que os modelos das isotermas de Langmuir e de Freundlich, foram utilizados para a representação do equilíbrio da biossorção / In the present work it was intended to evaluate the seaweed Sargassum filipendula in its ability to remove the copper metal in the presence of calcium metal in order to verify the effect of the presence of calcium from the calcium hydroxide (hydrated lime) used in primary treatment of effluents by chemical precipitation. Therefore, it was first carried out to study the kinetics of sorption of copper and calcium under batch, at concentrations of 50 and 200 g/mL, and then was studied equilibrium sorption of copper and calcium, also under batch, using solutions isolated and combined calcium and copper in varied concentrations, with biomass washed with water and with 0.1 M HCl in order to check if an improvement in biosorption with the protonation of biomass. Results from the kinect study of copper and calcium showed in all cases that the balancing occur until the first 30 minutes and the results of copper were best fitted to a second order kinetic model, while the results of the calcium not adjusted to either of the two proposed models. It was also possible to see a direct relationship between biosorption of copper and release of alkaline elements, alkaline - earth metals, suggesting the involvement of ion exchange during the process. Already with the results of the results of the study of equilibrium biosorption of copper and calcium, it was possible to obtain some conclusions, among which we can highlight the predilection for the Langmuir isotherm model and interference in biosorption of copper caused by the presence of calcium in the solution. At this stage, it was still possible to re establish the correlation between the exchange of copper and alkali / alkaline earth. The models of pseudo- first order and second order were used to evaluate the kinetics of adsorption of metal ions by biomass, while the models of Langmuir isotherm and Freundlich, will be used to represent the equilibrium of biosorption

O uso de biomassas para biossorção de metais pesados é bem documentado na literatura e vários tipos de espécies de microrganismos e algas já foram testados. A maior parte destes trabalhos foi realizada com biomassa seca para prevenir qualquer resposta metabólica indesejável. Vários estudos na literatura sugerem o uso de biomassa seca sobre condições moderadas, tais como secagem ao sol; por outro lado, vários trabalhos recomendam a faixa de 313K a 353K para garantir completa inativação da biomassa. O efeito da biomassa seca ao sol a 303K e seca a 333K em estufa na remoção de Cd2+ é aqui reportado. A avaliação dos resultados foi baseada na cinética e capacidade de remoção do metal pela alga Sargassum filipendula. Os resultados indicam que a adsorção máxima de metal não foi notadamente reduzida quando a biomassa seca em estufa foi usada, para concentrações de cádmio na faixa de 10,0 a 500,0 mg L-1. O estudo cinético realizado indicou que o modelo de pseudo segunda ordem ajustou melhor os dados experimentais, tanto para uma solução diluída (10 mg L-1) quanto para a concentrada (100 mg L-1). Em ambos os casos, os efeitos da secagem em estufa, a 60C refletiu-se suavemente na remoção do metal. Os dados experimentais foram melhor ajustados pelo modelo de Langmuir em comparação com o modelo de Freundlich. Análises termogravimétricas mostraram que não havia dano estrutural no biossorvente devido à secagem em estufa. O espectro de infravermelho não indicou diferença entre a biomassa in natura e seca. O efeito da temperatura na biossorção do metal significativo na faixa de 303K a 328K, refletindo-se na capacidade de remoção do cádmio / The use of biomass for biosorption of heavy metals is well documented in the literature and several types of microbial species and seaweeds were already tested. Most of these works are conducted with dry biomass in order to prevent any undesirable metabolic response. Several literature reports suggest drying the biomass under mild conditions, such as sun-drying; on the other hand, several reports recommend the range from 313 K to 353 K to ensure complete inactivation of the biomass. The effect of sun-drying the biomass at 303 K and oven-drying at 333 K in Cd2+ ions remotion is here reported. Evaluation of results was based on the kinetics and uptake capacity of the metal by the seaweed Sargassum filipendula. Results indicated that the maximum metal uptake was not markedly reduced when oven-dried biomass was used, for cadmium concentrations ranging from 10.0 to 500.0 mg L-1. Kinetic tests performed indicated a better fit of the experimental data to the pseudo second order model, both for a dilute (10 mg L-1) and a concentrated solution (100 mg L-1). In both cases the effect of drying in an oven, at 333 K was slightly reflected in the uptake. Results were best represented by the Langmuir model in comparison to the Freundlich model. Thermogravimetric analysis confirmed that no structural damage due to drying at high temperatures was observed. Infrared spectra indicated no difference between the in natura and dried biomass. The effect of temperature on the metal uptake was significant in the range from 303 to 328 K, reflected in the cadmium uptake capacity

No presente trabalho, pretendeu-se avaliar a alga marinha Sargassum filipendula na sua capacidade de remoção do metal cobre na presença do metal cálcio, de modo a verificar o efeito da presença do cálcio, proveniente do hidróxido de cálcio (cal hidratada), utilizado no tratamento primário de efluentes por precipitação química. Para tanto, foi realizado primeiramente o estudo da cinética de biossorção de cobre e cálcio em regime de batelada, nas concentrações de 50 e 200 g/mL, e em seguida foi estudado o equilíbrio da biossorção de cobre e cálcio, também em regime de batelada, utilizando soluções isoladas e combinadas de cobre e cálcio, em concentrações variadas, com biomassa lavada com água corrente e com HCl 0,1 mol/L, de modo a verificar se houve melhora na biossorção com a protonação da biomassa. Os resultados do estudo cinético da biossorção do cobre e do cálcio mostraram, em todos os casos, que o equilíbrio ocorreu até os 30 minutos iniciais e que os resultados do cobre se ajustaram melhor a um modelo cinético de segunda ordem, enquanto que os resultados do cálcio não se ajustaram a nenhum dos dois modelos propostos. Foi possível verificar ainda uma relação direta entre biossorção de cobre e liberação de elementos alcalinos e alcalino-terrosos, sugerindo o envolvimento de troca-iônica durante o processo. Já com os resultados de estudo do equilíbrio da biossorção dos metais cobre e cálcio, foi possível obter algumas conclusões, dentre as quais podemos destacar a predileção pelo modelo de isotermas de Langmuir e a interferência na biosorção do cobre causada pela presença do cálcio na solução. Nesta etapa, foi possível ainda estabelecer novamente a correlação de permuta entre os metais cobre e alcalinos/alcalino terrosos. Os modelos de pseudo-primeira ordem e segunda ordem foram utilizados para avaliar a cinética de adsorção dos íons metálicos pela biomassa, enquanto que os modelos das isotermas de Langmuir e de Freundlich, foram utilizados para a representação do equilíbrio da biossorção / In the present work it was intended to evaluate the seaweed Sargassum filipendula in its ability to remove the copper metal in the presence of calcium metal in order to verify the effect of the presence of calcium from the calcium hydroxide (hydrated lime) used in primary treatment of effluents by chemical precipitation. Therefore, it was first carried out to study the kinetics of sorption of copper and calcium under batch, at concentrations of 50 and 200 g/mL, and then was studied equilibrium sorption of copper and calcium, also under batch, using solutions isolated and combined calcium and copper in varied concentrations, with biomass washed with water and with 0.1 M HCl in order to check if an improvement in biosorption with the protonation of biomass. Results from the kinect study of copper and calcium showed in all cases that the balancing occur until the first 30 minutes and the results of copper were best fitted to a second order kinetic model, while the results of the calcium not adjusted to either of the two proposed models. It was also possible to see a direct relationship between biosorption of copper and release of alkaline elements, alkaline - earth metals, suggesting the involvement of ion exchange during the process. Already with the results of the results of the study of equilibrium biosorption of copper and calcium, it was possible to obtain some conclusions, among which we can highlight the predilection for the Langmuir isotherm model and interference in biosorption of copper caused by the presence of calcium in the solution. At this stage, it was still possible to re establish the correlation between the exchange of copper and alkali / alkaline earth. The models of pseudo- first order and second order were used to evaluate the kinetics of adsorption of metal ions by biomass, while the models of Langmuir isotherm and Freundlich, will be used to represent the equilibrium of biosorption

A macroalga Sargassum C. Agardh é de reconhecida importância ecológica nos ecossistemas costeiros, particularmente nas comunidades de costões rochosos de regiões tropicais e temperadas quentes. Está amplamente distribuída na costa sudeste brasileira, sendo frequente em costões rochosos de locais moderados ou protegidos do embate de ondas. Nesses ambientes pode formar bancos densos e extensos, estruturalmente complexos, capaz de prover microhabitats variados para uma grande diversidade de organismos. Os bancos de Sargassum são suscetíveis a mudanças sazonais na sua biomassa e/ou estado fisiológico relacionados a fatores abióticos e bióticos, sendo que essas variações podem influenciar drasticamente a distribuição e densidade dos organismos associados às algas. A complexidade desse substrato tem sido avaliada por meio de várias medidas, sendo quantitativas, como peso, as mais utilizadas. O presente trabalho tem como objetivo avaliar o desempenho de diferentes medidas quantitativas da complexidade estrutural de bancos de Sargassum filipendula i) no desenvolvimento temporal da complexidade estrutural da alga em dois ambientes hidrodinamicamente diferentes e ii) na composição e distribuição dos organismos epifaunais. Foram coletadas 15 frondes de S. filipendula por mês, durante 13 meses, nas praias da Fortaleza e do Lamberto, Ubatuba, SP. A fauna presente nessas frondes foi obtida através de lavagem e peneiramento contínuo. O período de amostragem caracterizou-se por ser atípico, apresentando altas temperaturas ao longo de todo o ano e um verão com baixa pluviometria. Este fato influenciou fortemente a variação sazonal do S. filipendula e epífitas associadas, ocasionando elevados valores de peso seco entre a primavera e verão. Os resultados das comparações das medidas analisadas mostraram que um único parâmetro não é representativo da complexidade estrutural da alga, uma vez que cada medida apresentou diferenças em relação à abundância e diversidade da fauna. Estes dois indicadores também mostraram correlação positiva com todos os parâmetros de complexidade do substrato. Houve diferença significativa entre as praias, e as frondes do Lamberto foram estruturalmente mais complexas, suportando a maior abundância. Contudo, foram as frondes do Fortaleza que exibiram os maiores valores de riqueza de grupos. Discute-se o emprego de mais uma de uma medida quantitativa para mensurar a complexidade estrutural do habitat. / The Sargassum C. Agardh macroalgae is of recognized ecological importance in coastal ecosystems, particularly in the rocky coastal communities of tropical and warm temperate regions. It is widely distributed on the southeast coast of Brazil, being frequent in rocky shores of moderate locations or protected from the impacts of waves. In these environments can form dense and extensive banks, structurally complex, capable of providing microhabitats varied for a great diversity of organisms. The Sargassum banks are susceptible to seasonal changes in their biomass and/or physiological status related to abiotic and biotic factors, and these variations can drastically influence the distribution and density of organisms associated with algae. The complexity of this substrate has been evaluated by means of several measures, being quantitative, as dry weight, the most used. The present work aims to evaluate the performance of different quantitative measures of the structural complexity of Sargassum filipendula banks i) in the temporal development of algae structural complexity in two hydrodynamically different environments and ii) in the composition and distribution of epifaunal organisms. Fifteen fronds of S. filipendula were collected per month, during 13 months, on the beaches of Fortaleza and Lamberto, Ubatuba, SP. The fauna present in these fronds was obtained through continuous washing and sieving. The sampling period was characterized by being atypical, presenting high temperatures throughout the year and a summer with low rainfall. This fact strongly influenced the seasonal variation of S. filipendula and associated epiphytes, causing high values of dry weight between spring and summer. The results of the comparisons of the measures analyzed showed that a single parameter is not representative of the structural complexity of the algae, since each measure presented differences in relation to the abundance and diversity of the fauna. These two indicators also showed a positive correlation with all parameters of substrate complexity. There was a significant difference between the beaches, and the Lambert fronds were structurally more complex, bearing the greatest abundance. However, it was the fronds of Fortaleza that exhibited the highest values of group richness. We discuss the use of one more of a quantitative measure to measure the structural complexity of the habitat.