Este trabalho analisou os efeitos da radiação solar UV (UV-A e UV-B) em duas espécies de importância comercial do Chile, Mazzaella laminarioides e Porphyra columbina durante a primavera, período no qual freqüentemente tem sido verificado um aumento de radiação UV-B decorrente da diminuição da camada de ozônio. A interação entre a radiação UV e o suprimento de N foi também investigada. Essa interação estimulou a síntese de aminoácidos tipo micosporinas (MAAs) nas duas espécies, durante a exposição a altas irradiâncias de UV em curtos períodos. Esses resultados sugerem um ciclo diário na síntese desses compostos. A longo prazo (18 dias de cultivo), a adição de diferentes concentrações de NO3 não promoveu diferenças no conteúdo de MAAs e no crescimento de M. laminarioides, sugerindo uma adequação do metabolismo da espécie às condições experimentais. Discute-se a mobilização do N intra-celular para a manutenção da capacidade de fotoproteção das algas. Em geral, a UV-B não promoveu efeitos deletérios no crescimento e na produção de carragenanas em tetrasporófitos e gametófitos de M. laminarioides, o que seria esperado para uma espécie do médiolitoral que está exposta a variações na quantidade e qualidade de radiação solar. Entretanto, observou-se uma resposta diferenciada entre esses estádios em altas intensidades de irradiâncias de PAR e UV-B, sugerindo que gametófitos podem se aclimatar mais rapidamente a mudanças na irradiância solar do que tetrasporófitos. As radiações UV-B e UV-A promoveram alterações ultraestruturais em P. columbina. No entanto, após um período no escuro, foi observada uma recuperação parcial dessas estruturas. A partir dos resultados deste trabalho, pode-se concluir que os níveis de UV-B solar que atingiram a região de Magallanes, Chile, não causaram efeitos negativos para a produção de M. laminarioides. Entretanto, promoveram um grande acúmulo de MAAs em P. columbina, principalmente em experimentos com disponibilidade de nitrogênio. / This work analyzed the effects of solar UV radiation (UV-A and UV-B) on two commercial important species from Chile, Mazzaella laminarioides and Porphyra columbina, during the spring when it has often been reported a ozone layer depletion, and consequently increased UV-B radiation. Additionally, the interactive role of nitrogen supply and UV radiation was also investigated. This interaction stimulated synthesis of mycosporine-like amino acids (MAAs) in both species when exposed to high UV irradiance in short-term cultivation. These results suggest the presence of a daily cycle in the MAAs production. In the long-term (18 days), different concentrations of N supply did not cause differences neither in MAAs content nor in growth, suggesting a metabolic acclimation to the experimental conditions. The shift of intracellular N from photosynthetic pigments to MAAs to maintain the capacity of photoprotection is discussed. In general, the UV-B did not cause differences neither in growth nor in carrageenan production in tetrasporophytes and gametophytes of M. laminarioides, once a intertidal species is exposed to variations in solar radiation quality and quantity. However, differentiated responses between gametophytes and tetrasporophytes were observed in high UV and PAR irradiances, suggesting that gametophytes can acclimate more quickly to solar radiation changes than tetrasporophytes. The UV-B and UV-A radiation promoted ultra-structural changes in P. columbina. However, a partial recovery was observed after a period in dark. Based on these results we concluded that UV-B levels that were reaching Magallanes Region, Chile, did not affect biomass production of M. laminarioides, but promoted a greater accumulation of MAAs in P. columbina when cultivated with N addition

A remoção de nitrogênio via processos biológicos de nitrificação e desnitrificação foi estudada utilizando-se um reator operado em bateladas seqüenciais submetido a períodos aeróbios e anóxicos. Metano foi adicionado como doador de elétrons na etapa desnitrificante nos períodos anóxicos. Foram testadas diferentes condições operacionais e nutricionais com o objetivo de se alcançar a melhor eficiência de remoção de nitrogênio. Quando o reator operou com elevadas concentrações de biomassa em suspensão (6 g/L), a oxidação completa do nitrogênio amoniacal foi alcançada sob períodos aeróbios de 6 e 3 horas e anóxicos de 16,5 e 4 horas adotados nas etapas 1 e 2, respectivamente. Porém, a desnitrificação foi principalmente associada com o uso de subprodutos metabólicos no lugar do metano. De forma a diminuir o consumo de material endógeno, a biomassa foi imobilizada em material suporte (espuma de poliuretano) e os períodos aeróbios e anóxicos foram diminuídos para 3 horas cada (etapa 3) e posteriormente, 0,5 h e 1,5 h (etapa 4). Nesta última etapa, as maiores eficiências de remoção de nitrogênio, (~35%) foram verificadas somente nos primeiros dias de operação. O processo de desnitrificação utilizando metano como doador de elétrons também foi estudado sob condições anóxicas tendo nitrato e, posteriormente, nitrito como fontes de nitrogênio oxidadas. Nesses experimentos, as eficiências de remoção de nitrogênio foram de 75% e 90%, porém foram obtidos baixos valores de constantes cinéticas aparentes de primeira ordem, \'K IND.NO3\' = 0,007/h e \'K IND.NO2\' = 0,0278/h, respectivamente, para ambos os aceptores de elétrons. Os resultados obtidos a partir de ensaios de número mais provável (NMP) para a quantificação dos organismos metanotróficos resultaram em 5,1 x \'10 POT.3\' (etapa 3, biomassa em suspensão) e 3,5 x \'10 POT.7\' NMP/g sólidos totais voláteis (etapa 4, biomassa aderida). Portanto, a presença de meio suporte para a adesão de biomassa aliado aos ciclos de aeração mais freqüentes favoreceram o crescimento dessas bactérias. Sulfato e cloreto, nas concentrações de, aproximadamente, 100 mg/L, afetaram a eficiência de remoção de nitrogênio quando associado ao processo metanotrófico. Os resultados das análises de biologia molecular revelaram a presença de organismos metanotróficos semelhantes a Methylomonas sp. tanto em amostras de biomassa retiradas do reator quando este operou sob condições desnitrificantes na presença de oxigênio, como também, naquelas retiradas quando o reator operou em condições anóxicas. / Nitrogen removal via biological nitrification and denitrification was studied in a sequencing batch reactor submitted to aerate and anoxic periods. Methane was added as electron donor for denitrification in the anoxic periods. Different operational and nutritional conditions referred to as stages in this text were tested aiming to achieve the best nitrogen removal efficiency. When the reactor operated with high suspended biomass concentration (6 g/L), complete ammonia nitrogen oxidation was obtained in 6 to 3 hours aerobic periods and 16.5 to 4 hours anoxic periods defined for stage 1 and stage 2, respectively. However, denitrification was mainly associated with the use of endogenous metabolic byproducts instead of methane. In order to diminish endogenous material uptake, the biomass was immobilized in support material (polyurethane foam) and aerobic and anaerobic periods were reduced to 3 hours each (stage 3), followed by another reduction to 0.5 and 1.5 hours, respectively (stage 4). The highest nitrogen removal efficiencies (~35 %) were identified in this last stage, but only during the initial days of operation. The denitrification process using methane as electron donor was also studied under anoxic conditions, separately from nitrification by adding nitrate and nitrite as the oxidized nitrogen sources. In these experiments, nitrogen removal efficiencies were of 75% and 90%, but very low first order kinetic constants \'K IND.NO3\' = 0,007/h e \'K IND.NO2\' = 0,0278/h, respectively, were obtained with both the electron acceptors. The most provable number (MPN) tests carried out for methanotrophic bacteria quantification resulted in 5,1 x \'10 POT.3\' MPN/gVSS (stage 3 - suspended biomass) and 3,5 x \'10 POT.7\' MPN/gVSS (stage 4 - attached biomass). Therefore, the presence of a support media for biomass adhesion as well as more frequent aeration cycles enhanced the growth of such bacteria. Sulfate and chloride at concentrations of 100 mg/L, approximately, affected the nitrogen removal efficiency associated to methanotrofic process. The presence of methanotrops identified by molecular biology tests as Methylomonas sp was observed in samples taken from reactor in presence of oxygen and under anoxic operational conditions.

Made available in DSpace on 2016-08-10T10:44:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LUCAS CASSIANO GONCALVES PRUDENTE SILVA.pdf: 751405 bytes, checksum: 3c986fe2096faa277b68c1b41c862aff (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / Changes in the aquatic environment with respect to water quality tends to generate an environmental imbalance that influences us dependent beings that environment. This study aims to evaluate and compare 31 streams belonging to the sub-basins of the Meia Ponte, Piracanjuba and Santa Maria the physicochemical characteristics (nitrate, phosphate, conductivity, pH, turbidity, temperature, dissolved oxygen), hydrological (water speed ) and biological components of water (algal biomass) by sub-basin evaluate the relationship between algal biomass, with the concentration of nitrate and phosphate, and finally to evaluate the relationship between the abundance of fish with nitrate, phosphate , conductivity, pH, turbidity, algal biomass, temperature, dissolved oxygen and water velocity, considering all the sampled sub-basins. In each stream was given a 100m stretch where were the measurements of water features using handheld devices, except for nitrate, phosphate and algal biomass (chlorophyll α) whose concentrations were determined in the laboratory from samples water through the spectrophotometry method. The results showed that there are significant differences in the pH (between the sub-basin of the river Santa Maria and this Piracanjuba and the Half Bridge) and turbidity (between sub-basins Santa Maria and Meia Ponte), but was not found no relationship between algal biomass with the physical, chemical and hydrological aspects, however, was shown a relative abundance of fish with pH and conductivity. / Alterações no ambiente aquático no que tange à qualidade da água tende a gerar um desequilíbrio ambiental que influencia nos seres dependentes desse ambiente. Este trabalho objetiva avaliar e comparar em 31 riachos pertencentes às sub-bacias dos rios Meia Ponte, Piracanjuba e Santa Maria as características físicoquímicas (nitrato, fosfato, condutividade, pH, turbidez, temperatura, oxigênio dissolvido), hidrológicas (velocidade da água) e os componentes biológicos da água (biomassa de algas) por sub-bacia, avaliar a relação entre a biomassa das algas, com a concentração de nitrato e fosfato, e por fim avaliar a relação entre a abundância de peixes com o nitrato, fosfato, condutividade, pH, turbidez, biomassa de algas, temperatura, oxigênio dissolvido e velocidade da água, considerando todas as sub-bacias amostradas. Em cada riacho foi determinado um trecho de 100m, onde foram realizadas as medições das características da água utilizando-se equipamentos portáteis, exceto para o nitrato, fosfato e biomassa de algas (clorofila α) cujas concentrações foram determinadas em laboratório a partir de amostras de água através do método de espectrofotometria. Os resultados obtidos mostraram que existem diferenças significativa para o pH (entre a sub-bacia do rio Santa Maria e esta do Piracanjuba e Meia Ponte) e para a turbidez (entre as sub-bacias Santa Maria e Meia Ponte), porém não foi encontrada nenhuma relação entre a biomassa de algas com os aspectos físico-químicos e hidrológico, contudo, foi evidenciado uma relação da abundância de peixes com pH e a condutividade.

Na busca de alternativas para mensurar a emissão foliar de amônia (NH3) e minimizar as perdas de N-NH3 em pastagens, foram realizados três trabalhos. Os dois primeiros com objetivo de verificar se o absorvedor com espuma, já utilizado na quantificação da volatilização de N-NH3, também é eficiente para mensurar a emissão foliar, sem causar alterações no processo de perda de nitrogênio. O terceiro trabalho, realizado em pastagem de capim Colonião (Panicum maximum Jacq. cv. Colonião) no verão, inverno e primavera, avaliou o efeito da aplicação de lâminas de água, após a adubação com uréia, sobre as perdas de N-NH3 do solo por volatilização e emissão foliar. O absorvedor de amônia com espuma não causa alteração no processo de perda de N-NH3 e colocado 1 cm acima das folhas superiores, é efetivo em capturar o N-NH3 perdido por emissão foliar da pastagem, quando se fertiliza em superfície com nitrato de amônio e uréia. A aplicação de água imediatamente após a adubação com uréia é eficiente para reduzir as perdas de NNH3 por volatilização. No verão, a aplicação de 3,2 mm de água foi suficiente para reduzir as perdas de N-NH3 para menos de 3,1 % do N aplicado, enquanto na ausência de irrigação ocorreram perdas de 30,5%. A taxa de volatilização é influenciada pela quantidade de água disponível no solo, sendo baixa quando a uréia é aplicada em solo seco ou quando o solo seca rapidamente, mesmo que a temperatura ambiente seja elevada. A emissão foliar de N-NH3 não foi influenciada pela aplicação ou não de água, após a adubação com uréia. / In search of alternatives to measure ammonia (NH3) foliar emission and minimize N-NH3 losses in pasture three research works were accomplished. The two first works aimed at checking whether or not the foam absorber, which was already used to quantify N-NH3 volatilization, is also efficient to measure foliar emission without interfering in nitrogen loss process. The third one was performed in Panicum maximum Jacq. cv. Colonião pasture during three different seasons and evaluated the use of irrigation levels after urea fertilization on N-NH3 losses through volatilization and foliar emission. The ammonia foam absorber does not alter N-NH3 loss process and when place at height of 1 cm from the upper leaves it is effective in capturing N-NH3 lost through foliar emission when fertilization is done superficially with ammonium nitrate and urea. Water application immediately after fertilization is efficient to reduce N-NH3 losses through volatilization. During summer the use of 3.2 mm water was enough to decrease N-NH3 loss to less than 3.1% of applied N, while the lack of irrigation caused 30.5% losses. Volatilization rate is influenced by the quantity of water available in the soil, being low when urea is applied to dry soil or when the soil dries fast even if the environment temperature is high. N-NH3 foliar emission was not influenced by water application after urea fertilization.

Neste trabalho são apresentados resultados relacionados à determinação de nitrato, nitrito e amônio por técnicas eletroquímicas. Para a determinação de nitrato foi utilizada uma lâmina de cobre cuja superfície é renovada continuamente empregando um processo de ativação (oxidação do cobre e subseqüente redução de íons Cu(II)) com potencial controlado em sistema FIA. As condições ótimas foram alcançadas por meio de 60 s para a etapa de ativação, vazão do transportador 3,0 mL min-1 e volume de amostra 150 µL. A repetibilidade foi estimada em 4,7% (n=9) com freqüência de amostragem de 60 amostras h-1. Trabalhando nas condições otimizadas um aumento na concentração de nitrato gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 0,1 2,5 mmol L-1 (-Ip (µA) = 0,13 + 4,6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0,9991). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 4,2 (S/N = 3) e 14 (S/N = 10) µmol L-1, respectivamente. O mesmo sensor foi utilizado para determinações de nitrito por voltametria de pulso diferencial e a otimização dos parâmetros relativos ao processo de ativação (tempos de dissolução e redeposição) foi efetuada com o intuito de aumentar a sensibilidade. As condições ótimas foram de 30 s para a etapa de ativação, com uma repetibilidade de 1,9% (n=10), e o aumento nas concentrações de nitrito gerou um aumento proporcional na corrente, resultando em curva analítica em um intervalo de 50 µmol L-1 - 1,44 mmol L-1 (-Ip (µA) = -0,13 + 53,52 [NO2-] (mmol L-1 ), R2 = 0,9996). Os limites de detecção e quantificação foram estimados em 2,8 (S/N = 3) e 9,4 (S/N = 10) µmol L-1, respectivamente. O estudo da morfologia da superfície do eletrodo de cobre durante o processo de ativação foi realizado por AFM com o objetivo de compreender o impacto das mudanças microestruturais no sinal de corrente para nitrato e nitrito. Os resultados indicam que após a ativação do eletrodo a superfície apresenta cristais com uma textura rugosa e ocorre aumento da área superficial, justificando o aumento de sinal de corrente. Para a determinação de amônio foram fabricados eletrodos íon seletivo (ISE) com membrana polimérica de forma tubular, os quais foram acoplados em um sistema de injeção em fluxo. A influência de parâmetros como vazão do transportador e alça de amostragem foi investigada e melhores resultados foram obtidos em 0,5 mL min-1 e 250 µL, respectivamente. Nas condições otimizadas a repetibilidade das determinações foi de 1,3 % (n=10) com freqüência de amostragem de 13 amostras h-1. Tendo em conta as otimizações do sistema FIA, injeções sucessivas de soluções de amônio com concentrações crescentes permitiram obter uma reta com coeficiente angular de 51,2 mV (R2 = 0,9836) no intervalo de 0,2 5 mg L-1. Os limites de detecção foram calculados em 0,05 mg L-1, respectivamente. / This paper presents results related to the determination of nitrate, nitrite and ammonium by electrochemical techniques. A copper electrode whose surface is continuously renewed using an activation process with controlled potential in a FIA system was used for nitrate determinations. The optimum conditions were achieved by an activation step of 60 s, carrier stream of 3.0 mL min-1 and sample volume of 150 µL. The repeatability was estimated as 4.7% (n = 9) with a sampling frequency of 60 samples h-1. At these optimized experimental conditions an increase in nitrate concentration caused a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 0.1 to 2.5 mmol L-1 (-Ip (µA) = 0.13 + 4.6 [NO3-] (mmol L-1), R2 = 0.9991). The limits of detection and quantification were estimated as 4.2 (S/N = 3) and 14 (S/N = 10) µmol L-1, respectively. The same sensor was used for the determination of nitrite by differential pulse voltammetry and the optimization of the parameters involved in the activation process (dissolution and redeposition time) was performed in order to increase the sensitivity. Optimum conditions were established at 30 s for the activation step, with a repeatability of 1.9% (n = 10) and increased concentrations of nitrite generated a proportional increase in current, resulting in an analytical curve in the range from 50 µmol L-1 to 1.44 mmol L-1 (-Ip (µA) = -0.13 + 53.52 [NO2-] (mmol L-1), R2 = 0.9996). The limits of detection and quantification were estimated as 2.8 (S/N = 3) and 9.4 (S/N = 10) µmol L-1, respectively. The study of the morphology of the copper electrode surface upon the activation process was performed by AFM in order to understand the influence of microstructural changes in the current signal for nitrate and nitrite. The results indicated that after the activation the electrode surface presented a rough texture with a concurrent increase in the surface area, justifying the current increase. Ion-selective eletrodes (ISE) with a polymeric membrane in a tubular shape were fabricated for the determination of ammonium in a flow injection system. The influence of parameters such as the carrier stream and the sample volume was investigated and best results were obtained at 0.5 mL min-1 and 250 mL, respectively. Under optimum conditions the repeatability of the determinations was 1.3% (n = 10) with a sampling frequency of 13 samples h-1. Taking into account the optimization of the FIA system, successive injections of solutions with increasing concentrations of ammonium yielded a straight line with slope of 51.2 mV (R2 = 0.9836) in the range 0.2 to 5 mg L-1. The limits of detection were calculated as 0.05 mg L-1, respectively

Submitted by Gizele Lima (gizele.lima@inpa.gov.br) on 2017-08-23T13:24:54Z No. of bitstreams: 2 Dissertação de Mestrado - Vanderlei B. F. Araújo.pdf: 1780187 bytes, checksum: a3908f6c9901e818ab07e97faeed5d5f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-23T13:24:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação de Mestrado - Vanderlei B. F. Araújo.pdf: 1780187 bytes, checksum: a3908f6c9901e818ab07e97faeed5d5f (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2012-03-31 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Deforestation implies changes of landscape and land use with direct and indirect effects on climate change and biogeochemical cycles. Particularly, in the Amazon region, advancing agriculture, particularly cattle pasture, it is still primarily responsible for the increase in deforested areas. Whereas the pastures become unsustainable due to low soil fertility and low use of production technology in a short time, the pastures are abandoned giving way to emerging secondary vegetation typical of these impacted areas. To understand the ecophysiological strategies related to the absorption, metabolism and the use of nitrogen (N) in pioneer tree species more common in areas of abandoned pastures in Central Amazonia, studies on N dynamics in soil-plant system of forest succession were performed in order to relate the flow of N in pioneer trees in a successional chronosequence of secondary vegetation in different periods of precipitation. The study was conducted in abandoned pastures aged 0- 19 years located in the experimental area of the Biological Dynamics of Forest FragmentsPDBFF. The levels of total amino acids, amino acids, NO3- and NH4+ were determined in the soil, roots, xylem sap and leaves of Vismia japurensis, Vismia cayennensis, Bellucia dichotoma, Laetia procera and Goupia glabra. Additionally, we analyzed the activity of nitrate reductase (NRA) in leaves of five species. In soils, it was found that capoeiristas forward in the regeneration process, there was an increase in mineral-N and also found that the prevalence of the two forms of inorganic nitrogen (NO3- and NH4+) in the soil are related to different periods of precipitation. This is the reason NO3-/NH4+ in soil solution undergoes changes with increasing age of abandonment, tended to decline more pronounced in periods of low rainfall. The levels of soluble amino acids (AA-total) in the soil did not differ between periods of precipitation, except for a class of older age at a depth of 10-20 cm, where the nutrient content of organic was higher in the dry season. The content of AA-total in soils was higher for the older age class, although not verified any increasing trend with the increase of age of abandonment. The levels of AA-totals were higher when compared to levels of inorganic nitrogen (NO3- and NH4+) in both periods of precipitation. B. dichotoma showed greater capacity for assimilation and transport of nitrogen, since it showed higher inorganic nitrogen (NO3- and NH4+) in the xylem sap compared with other species, and exhibited higher values of AA-totals in their leaves. The roots, NO3- content was higher than for B. dichotoma and also for V. japurensis. This kind of Vismia also showed higher levels of NO3- in leaves, followed by G. glabra which in turn, had a higher content of AA-total xylem. L. procera exhibited greater ability to reduce NO3- in leaves, besides being the only species that showed an increase of the content of NO3- leaf as a function of increasing age of abandonment, but only in the rainy season. L. procera was the only species that transported asparagine (ASN), demonstrating that must have high NRA in the root system. Furthermore, L. procera also showed higher content of pigments chloroplastid. Species possessing greater ability to accumulate nitrogen in the leaves, in the form of NO3- were: G. glabra and V. japurensis whereas B. dichotoma is the species that carries larger amounts of this mineral nutrient to the shoot, however, the accumulation of nitrogen for this species is in organic form. Given these results, we can infer that the soil where the plant is installed pioneer on a time scale larger, the predominant content of organic-N, however, the N-mineral increases as the coops advance in the process of regeneration. The pioneer species exhibit different strategies absorption and nitrogen use, especially B. dichotoma which exhibited higher contents of different forms of nitrogen in the soil-plant interface and L. procera, due to its greater ability to reduce NO3- in the shoots. / O desflorestamento implica em mudanças da paisagem e do uso da terra com reflexos diretos e indiretos sobre as mudanças climáticas e os ciclos biogeoquímicos. Particularmente, na região amazônica, o avanço agropecuário, em especial a formação de pastagens, ainda é o principal responsável pelo aumento das áreas desflorestadas. Considerando que as pastagens se tornam insustentáveis devido à baixa fertilidade dos solos e ao baixo emprego de tecnologia de produção, em pouco tempo, os pastos são abandonados dando lugar a vegetação secundária emergente típica dessas áreas impactadas. Para entender as estratégias ecofisiológicas relacionadas à absorção, ao uso e ao metabolismo do nitrogênio (N) em espécies arbóreas pioneiras mais frequentes em áreas de pastagens abandonadas na Amazônia Central, estudos sobre a dinâmica do N no sistema solo-planta da sucessão florestal foram realizados com o objetivo de relacionar o fluxo do N em árvores pioneiras em uma cronossequência sucessional de vegetação secundária em diferentes períodos de precipitação. O estudo foi realizado em pastagens abandonadas com idades variando de 0 a 19 anos, localizadas na área experimental do Projeto Dinâmica Biológica de Fragmentos FlorestaisPDBFF. Os teores dos aminoácidos totais, aminoácidos livres, NO3- e NH4+ foram determinados no solo, nas raízes, na seiva do xilema e nas folhas das espécies Vismia japurensis, Vismia cayennensis, Bellucia dichotoma, Laetia procera e Goupia glabra. Adicionalmente, foi analisada a atividade da enzima redutase do nitrato (ARN) nas folhas das cinco espécies. Nos solos, foi verificado que as capoeiras avançaram no processo de regeneração, houve incremento do N-mineral e também foi verificado que a predominância das duas formas de nitrogênio inorgânico (NO3- e NH4+) no solo estão relacionadas aos diferentes períodos de precipitação. Isto é, a razão NO3-/NH4+ na solução do solo sofre alterações com o aumento das idades de abandono, com tendência de redução mais pronunciada no período de menor precipitação. Os teores de aminoácidos solúveis totais (AAtotais) no solo não diferiram entre os períodos de precipitação, exceto para uma classe de idade mais avançada, na profundidade de 10-20 cm, onde o conteúdo desse nutriente orgânico foi maior no período seco. O conteúdo de AA-totais nos solos foi maior para a classe de idade mais avançada, embora não tenha sido verificada nenhuma tendência de aumento em função do aumento das idades de abandono. Os teores de AA-totais foram superiores quando comparados aos teores de nitrogênio inorgânico (NO3- e NH4+) em ambos os períodos de precipitação. B. dichotoma exibiu maior capacidade de assimilação e transporte do N, visto que apresentou maiores conteúdos de nitrogênio inorgânico (NO3- e NH4+) na seiva do xilema quando comparada com as demais espécies, bem como exibiu maiores valores de AA-totais nas suas folhas. Nas raízes, o conteúdo de NO3- foi superior para B. dichotoma e, também, para V. japurensis. Esta espécie de Vismia também apresentou maiores teores de NO3- nas folhas, seguida de G. glabra que por sua vez, apresentou maior conteúdo de AA-totais na seiva do xilema. L. procera exibiu maior capacidade de redução do NO3- nas folhas, além de ser à única espécie que apresentou incremento do conteúdo de NO3- foliar em função do aumento das idades de abandono, mas apenas no período chuvoso. L. procera foi à única espécie que transportou asparagina (ASN) em grandes quantidades, evidenciando que deve possuir alta ARN no sistema radicular. Ademais, L. procera também apresentou maiores conteúdos de pigmentos cloroplastídicos. As espécies detentoras de maior capacidade de acumular o N nas folhas na forma de NO3- foram: G. glabra e V. japurensis enquanto que B. dichotoma é a espécie que transporta maiores quantidades deste nutriente mineral para a parte aérea, entretanto, o acúmulo do nitrogênio para esta espécie está sob a forma orgânica. Diante destes resultados pode-se inferir que nos solos onde a vegetação pioneira se instalou numa escala de tempo maior, predomina o teor de N-orgânico, no entanto, apenas o N-mineral aumenta à medida que as capoeiras avançam no processo de regeneração. As espécies pioneiras exibem diferentes estratégias de absorção e uso do N, com destaque para B. dichotoma que exibiu maiores conteúdos das diferentes formas de nitrogênio na interface solo-planta e, L. procera, por apresentar maior capacidade de redução do NO3- na parte aérea.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:29:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jucimare Romaniw.pdf: 1400489 bytes, checksum: bb5e981f945869a87d2c36817e32582a (MD5) Previous issue date: 2013-07-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The improper disposal of organic waste from poultry and pigs slaughterhouses can promote environmental pollution. The use of waste compost with or without mineral fertilizers in crop rotations in no-tillage system in the Campos Gerais region would be an alternative.. Moreover, it is important to monitor the risks of environmental quality provided by the use of high doses of organic waste applied in soils. Thus, the experiment was conducted using different levels of organic waste (OW) (0, 25, 50, 75, 100% of organic waste) combined with mineral fertilization (MF) (0, 25, 50, 75, 100 %) for a crop rotation during the period of from 2009 to 2012 under no-tillage Soil samples were collected after 5 crop seasons for assessments of carbon (C) pools. Laboratory experiments to evaluate the of C-CO2 emissions and nitrate leaching and mineralization in columns of PVC with undisturbed and loosened soil. At each columns was applied OW doses such as: (0, 0.5, 1, 2, 4, 8 and 16 Mg ha-1). The cumulative yields have not response to the application of MF and OW. The labile OC fraction extracted by permanganate (C-OXP) had a significant increase in response to the combination between FM and RO (50% OW + 50% MF) which was enabled to increase total organic carbon (TOC). The offset between the C-CO2 emissions and TOC retained soil was positive, and demonstrated the potential for C sequestration with increasing doses of OW in the soil. The nitrates (NO3-) leaching of and its nitrification increases as well increase the N content released by OW. The NO3- showed a lower leaching in columns with loosened soil compared to columns with undisturbed soil. There is confirming their variability in soil upturned the importance of the physical state of the soil nitrification and leaching of NO3-. Residue application from poultry and pigs slaughterhouse increased C mineralization and NO3- promoting increases in productivity, quality chemical, physical and biological soil. The control of the processes of nitrification and leaching of NO3- to the use of ROA need to be considered to synchronize applications via N ROA with losses. / O descarte inadequado de resíduos de abatedouros de aves promove elevado impacto ambiental. A utilização desses resíduos associados ou não ao fertilizante mineral industrial seria uma alternativa para a fertilização das culturas no sistema de plantio direto na região dos Campos Gerais. Dessa forma, o experimento foi desenvolvido com a finalidade de combinar doses do resíduo orgânicos de abatedouro (ROA) com doses do fertilizante mineral industrial (FMI) para as culturas no período de 2009 a 2012 sob sistema de plantio direto. Após 5 safras foram coletadas amostras de solo para avaliações dos compartimentos de carbono (C). Experimentos em laboratório foram implantados para avaliação das emissões de C-CO2, da percolação em colunas com solo indeformado e com revolvimento e sobre a mineralização de NO3- em resposta a doses crescentes de ROA (0, 0,5, 1, 2, 4, 8 e 16 Mg ha-1). Com relação à produtividade acumulada das culturas não foram observadas respostas entre o tratamento com 100% da dose de FMI e as demais doses e combinações com ROA.O C na fração lábil extraída por permanganato (C-OXP) obteve seu maior acumulo no tratamento com a combinação de FMI e ROA (50 % ROA + 50 % FMI) o que possibilitou o incremento do carbono orgânico total (COT). A compensação entre o C-CO2 emitido e o COT do solo retido foi positiva, demonstrando o potencial de sequestro de C com a aplicação de doses crescentes de ROA no solo. A percolação de nitrato (NO3-) e sua nitrificação aumentaram conforme o aumento no teor de N orgânico na forma de ROA aplicado no solo. O NO3- oriundo da mineralização do ROA apresentou menor percolação em colunas com o solo peneirado comparado a aplicação em solo indeformado, confirmando sua menor mobilidade e disponibilidade em solo peneirado e demonstrando a importância do estado físico do solo na nitrificação e percolação de NO3-. A aplicação de resíduo de abatedouro de aves e suínos aumentou o conteúdo do C e de NO3- promovendo incrementos de produtividade, qualidade química, física e biológica do solo. O controle dos processos de nitrificação e da percolação de NO3- em decorrência do uso de ROA precisam ser considerados para sincronizar aplicações de N via ROA com as perdas.

Made available in DSpace on 2017-07-25T19:31:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Roberto De Carli.pdf: 2079271 bytes, checksum: 6ef44a2405637e03f847a58547e5b604 (MD5) Previous issue date: 2016-06-29 / Nitrogen is a nutrient with such a high contribution for agriculture, that various strategies are studied every year looking for enhancements of its use efficiency and reduction of its environmental impacts. This study hypothesis is that, the use of gypsum can change the soil’s nitrogen dynamic in the no-tillage system. So, the main objective of this study was to relate the dynamic of the labile compartments of C and N as indicators of fewer losses or lower efficiency of Nitrogen by the use of gypsum under a well-established no-till system. The objective was to relate the dynamics of labile compartments C and N as loss of reduction or efficiency indicators of N due to the use of gypsum in no-tillage system. The experiment was established in September 2012 on clay Oxisol in Ponta Grossa – PR, in a split-split plot completely randomized block design, with three replications. The sources of variation were used gypsum (plots), nitrogen (split-plots) and time (split-split plots). The corn sowing was done in September 2014. The treatments used in the plots were gypsum rates: a) absence of gypsum and b) 2.7 Mg ha-1 of gypsum applied surface. Treatments of subplots were: a) 0 kg ha-1 N; b) 80 kg ha-1 N; c) 160 kg ha-1 N and d) 240 kg ha-1 applied on corn at the V4 stage phenological (four leaves expanded). The time factor was inserted as split-split plots: a) 0 days after sowing (DAS); b) 34 DAS; c) 52 DAS; d) 87 DAS and e) 117 DAS. Within the first and the fifth time layers were sampled 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm and 40-60 cm. For intermediate times were sampled layers up to 20 cm. The variables analyzed were: a) Nitrate; b) hot water extractable organic carbon (HWEOC); c) permanganate oxidizable organic carbon (POXC); d) Total Organic Carbon (TOC) and e) Total Nitrogen (TN). It was also held for sampling density in the layers referred to only in the first season. Straw samples were collected for reading C and Total N was also evaluated the decomposition of crop residues. The corn production was studied in function of the treatments employed. The use of gypsum become an important tool to minimize the environmental impact nitrate leaching. In high fertility areas and therefore no chemical deterrents in depth to achieve high production ceilings, low doses of plaster do not provide increases in corn yields, but changes in labile compartments C are observed. In long term experiments changes should be seen in TOC and NT and consequently grain production in responses can be observed. / O nitrogênio é um nutriente de grande contribuição para a atividade agrícola, desta forma várias estratégias são estudadas cujo intuito é a maximização da eficiência associada à minimização dos impactos ambientais. O presente trabalho parte da hipótese que o uso do gesso agrícola altera a dinâmica do nitrogênio no solo em sistema plantio direto. Dessa forma o objetivo geral foi relacionar a dinâmica dos compartimentos lábeis de C e N como indicadores da redução de perda ou eficiência do N devido ao uso do gesso agrícola em sistema plantio direto de longa duração. O experimento foi implantado em setembro de 2012 em um Latossolo Vermelho distrófico argiloso em Ponta Grossa – PR. O delineamento experimental foi em parcelas sub-subdivididas com três repetições. As fontes de variação empregadas foram gesso agrícola (parcelas), doses de nitrogênio (sub-parcelas) e o tempo (sub-subparcelas). A semeadura do milho ocorreu em setembro de 2014. Os tratamentos empregados nas parcelas foram doses de gesso: a) ausência de gesso e b) 2,7 Mg ha-1 de gesso, aplicados em superfície. Os tratamentos que compuseram as subparcelas foram: a) ausência de N; b) 80 kg ha-1 de N; c) 160 kg ha-1 de N e d) 240 kg ha-1 aplicados no milho no estágio fenológico de V4 (quatro folhas verdadeiras expandidas). O fator tempo foi inserido como sub-subparcela, sendo que as avaliações foram realizadas em a) 0 dias após semeadura (DAS); b) 34 DAS; c) 52 DAS; d) 87 DAS e e) 117 DAS. Dentro da primeira e da quinta época foram amostradas as camadas 0-5 cm, 5-10 cm, 10-20 cm, 20-40 cm e 40-60 cm. Para as épocas intermediárias foram amostradas as camadas até 20 cm. As variáveis analisadas foram: a) Nitrato; b) Carbono extraído em água quente (C-AQ); c) carbono oxidado por permanganato (C-OXP); d) Carbono Orgânico Total (COT) e e) Nitrogênio Total (NT). Também foi realizada amostragem para densidade nas camadas referidas apenas na primeira época. Amostras de palha foram coletadas para leitura de C e N total, também foi avaliada a decomposição dos resíduos culturais. A produtividade do milho foi estudada em função dos tratamentos empregados. O uso do gesso se torna uma ferramenta importante para minimizar o impacto ambiental pela lixiviação de nitrato. Em áreas de alta fertilidade e consequentemente sem impedimentos químicos em profundidade para alcançar altos tetos produtivos, doses baixas de gesso não proporcionam incrementos na produtividade do milho, porém alterações nos compartimentos lábeis do C são observadas. Em experimentos que contemplem maior tempo, mudanças devem ser observadas nos estoques de COT e NT e consequentemente respostas em produção de grãos poderão ser observadas.

Neste trabalho investigou-se a influência do cobre em diferentes catalisadores a base de níquel na decomposição catalítica do metano. Foram avaliados desde aspectos relacionados ao tratamento térmico das amostras até o desempenho catalítico nos testes de atividade. As amostras foram preparadas a partir de dois métodos diferentes. Um grupo foi preparado pelo método de impregnação úmida utilizando sílica como suporte, enquanto o segundo foi preparado pelo método de coprecipitação contínua, utilizando nitratos de cobre, níquel e alumínio em diferentes composições molares. Os ensaios foram realizados em reator tubular de leito fixo acoplado a um forno com controle de temperatura e conectado em linha com cromatógrafo gasoso. Utilizou-se 100 mg de amostra, numa faixa de temperatura de 500 a 750°C, utilizando como alimentação uma mistura reacional de N2:CH4 na proporção de 9:1. A caracterização das amostras foi realizada através das análises de SBET, TGA, TPR, TPO, DRX e Espectroscopia Raman. Os resultados mostraram uma significativa influência do cobre na atividade das amostras em temperaturas superiores a 500°C. A presença de cobre influenciou a área específica e a temperatura de redução das amostras calcinadas. Pequenas quantidades de cobre contribuem ao evitar a desativação do catalisador por sinterização em temperaturas superiores a 500°C. Para os catalisadores coprecipitados, além da influência do cobre, avaliou-se também a influência do gás utilizado no tratamento térmico das amostras. Foram utilizadas amostras não calcinadas, amostras calcinadas em ar por seis horas e calcinadas em N2 pelo mesmo período. Os resultados indicaram que a presença de cobre contribui para uma maior estabilidade e atividade nos ensaios realizados nas temperaturas de 600 e 650°C, principalmente para as amostras calcinadas em ar. As amostras com 11% de cobre na composição apresentaram elevada estabilidade na temperatura de 600°C, mesmo quando não calcinadas, indicando que a etapa de tratamento térmico pode ser evitada para este tipo de amostra. As análises de DRX, TPO e Espectroscopia Raman sugerem que o carbono formado, tanto para os catalisadores suportados quanto para os coprecipitados, depositou-se na forma de nanotubos de paredes múltiplas. / The effect of copper in different nickel-based catalysts in the catalytic decomposition of methane was investigated. Were evaluated aspects from the heat treatment of the samples to the catalytic performance in activity tests. Samples were prepared using two different methods. One group was prepared by the wet impregnation method using silica as the support and the second group was prepared by continuous coprecipitation method using copper nitrate, nickel and aluminum in different molar compositions. Catalytic activity runs were carried out in a tubular fixed-bed reactor coupled to an oven with temperature control and connected in line with a gas chromatograph. Samples of 100 mg were used in a temperature range of 500 to 750°C applying a reaction mixture of N2:CH4 at a ratio 9:1 as feed supply. The characterization of the samples was performed through the analysis of SBET, TGA, TPR, TPO, XRD and Raman spectroscopy. The results showed a significant effect of copper on the activity of the samples at temperatures above 500°C. The presence of copper influenced the specific area and the reduction temperature of the calcined samples. Small amounts of copper contributed to avoid catalyst deactivation by sintering at temperatures above 500°C. For the coprecipitated catalysts in addition to the influence of copper, the effect of the gas used for the thermal treatment of samples was also evaluated. Uncalcined samples and samples calcined in air and in N2 for six hours were used. The results indicated that the presence of copper contributed to a superior stability and activity in runs performed at temperatures of 600 to 650°C, especially for samples calcined in air. Samples with 11% of copper showed high stability at 600°C, even if not calcined, indicating that the thermal treatment step can be avoided for this type of sample. The XRD, TPO and Raman spectroscopy results suggest that the carbon deposited on the spent catalysts was in the form of multi-walled nanotubes, for both the supported and the coprecipitated catalysts.

Entre as principais fontes de contaminação de águas superficiais e subterrâneas encontra-se o lançamento de despejos industriais e de esgoto doméstico sem tratamento e o uso de fertilizantes agrícolas. Nestas matrizes, o íon nitrato aparece como um dos poluentes que mais influencia na degradação das águas. O nitrato é extremamente estável e solúvel em meio aquoso, o que dificulta a remoção do mesmo de águas e efluentes. Uma alternativa de baixo custo e eficiente para remover este poluente consiste no processo de sorção. Além disso, ressalta-se que diversos sólidos podem ser utilizados como sorvente na remoção de poluentes. Sendo assim, os resíduos sólidos, produzidos por diferentes tipologias industriais, como por exemplo, as carboníferas, que precisam ser gerenciados de forma adequada poderiam ser uma alternativa de sólido sorvente. Durante o beneficiamento do minério, estima-se que cerca de 60 % da massa inicial adicionada ao processo seja descartada como rejeito, sendo esse, fonte de importantes impactos ao meio ambiente. Neste contexto, o presente trabalho propõe verificar a possibilidade de tratamento de águas contaminadas com o íon nitrato através do processo de sorção utilizando rejeito do beneficiamento do carvão como sólido sorvente. Para isso, foram realizados ensaios preliminares com sólido natural e com o mesmo sólido modificado quimicamente. Constatou-se que a superfície do rejeito tratada com solução de HDTMA-Br 60 mM torna o processo mais eficiente. Assim, o sólido modificado foi utilizado para a realização de ensaios de sorção visando obter as melhores condições experimentais. A influência dos seguintes parâmetros foi estudada: o pH (de 2 a 10), o tempo de contato da solução de nitrato com o sólido sorvente (de 0 a 90 minutos) e a concentração de sorvente (de 0 a 2 g/100mL da solução). Ainda, isotermas de equilíbrio foram construídas utilizando as melhores condições operacionais encontradas em três temperaturas diferentes (25, 35 e 45ºC). Os dados experimentais foram ajustados aos modelos de Freundlich, Langmuir, Sips e Redlich Peterson. Os resultados obtidos mostraram que as condições que apresentaram os maiores percentuais de remoção do íon estudado foram: pH 6, 60 minutos de tempo de contato e 1 g/100 mL de sorvente. Já quando comparados os dados com os modelos das isotermas, o modelo que melhor descreve o processo foi Sips, com R2 superior a 0,99 em todas as temperaturas avaliadas. Os dados obtidos indicam que rejeito proveniente do beneficiamento de carvão é satisfatório na remoção do íon nitrato, alcançando remoção superior a 90 %. Já no efluente real estudado, houve remoção acima de 90 % do íon nitrato. Comparando os resultados com os limites estabelecidos pela Portaria 2914 de 2011 do Ministério da Saúde, que dispõe sobre os padrões de qualidade da água, o parâmetro nitrato, após tratamento de sorção proposto no presente trabalho ficou abaixo do valor máximo (10 mg L-1) que consta na Portaria. A pesquisa realizada mostra que é possível tratar águas contaminadas com nitrato utilizando um resíduo industrial proveniente de carboníferas, contribuindo para redução do impacto ambiental em diferentes dimensões. / Among the main sources of water contamination are the release of untreated industrial waste and domestic effluents and the use of agricultural fertilizers. In contaminated water, the ion nitrate appears as one of the effluents with the higher influence on water degradation. Nitrate is extremely stable and soluble in water, which hampers its removal from water and effluents. Is a low-cost and efficient alternative to remove this pollutant is the sorption process, which has been studied for the removal of several compounds. In addition, it is emphasized that various solids can be used as sorbent in the removal of pollutants. Therefore, solid wastes, produced by different industrial typologies, such as carboniferous, that need to be adequately managed could be a solid sorbent alternative. During the ore’s beneficiation, it is estimated that about 60% of the initial mass added to the process is discarded as a residue, which is source of important impacts on the environment. In this context, this work proposes to verify the possibility to treat nitrate-contaminated waters through the sorption process using the residue of coal beneficiation as solid sorbent. Preliminary tests were performed with the natural and chemically-modified solid. It was determined that the residue surface treated with the solution HDTMA-Br 60 mM increases the efficiency of the process. Thus, the modified solid was used for the performance of sorption tests aiming to obtain the best experimental conditions for sorption. The influence of the following parameters was studied: pH (from 2 to 10), contact time of the nitrate solution with the solid sorbent (from 0 to 90 minutes) and sorbent concentration (from 0 to 2 g.100mL-1 of the solution). Furthermore, equilibrium isotherms were built using the best operational conditions found in three different temperatures (25, 35 and 45°C). Experimental data were adjusted to the models of Freundlich, Langmuir, Sips and Redlich Peterson. Obtained results showed that the highest percentages of ion removal were achieved by: pH 6, contact time of 60 minutes and 1g.100mL-1 of sorbent. When comparing the data with isotherm models, Sips was the model that best describes the process, with an R² higher than 0.99 in all evaluated temperatures. The data obtained indicate that the residue from coal beneficiation is satisfactory in the removal of nitrate, reaching a removal rate of more than 90 %. In the real effluent studied, there was removal of more than 90 % of the nitrate ion. Comparing the obtained results with the Ordinance 2914 from 2011 of the Brazilian Health Ministry, , which determines the water quality standards, the nitrate parameter, after sorption treatment proposed in the present study, was below the maximum value (10 mg L -1 ) Contained in the Ordinance. The research shows that it is possible to treat water contaminated with nitrate using an industrial waste from carboniferous, contributing to reduce the environmental impact in different dimensions.