Orientador: Wanderley José de Melo / Banca: Gilberto Aparecido Rodrigues / Banca: Diego Silva Siqueira / Resumo: A densa floresta tropical de clima quente e úmido, de solos ácidos e de pouca fertilidade, é possuidor de faixas de terras escuras conhecidas como Terra Preta de Índio (TPI), formadas pela ação antropogênica dos homens que ali habitavam. A TPI fora formada pelo depósito nas circunvizinhanças dos resíduos produzidos no dia a dia da população. Esses resíduos continham restos vegetais, animal, cacos de cerâmica e além de muito material orgânico na forma de carvão originário da queima no preparo e manejo de áreas para o plantio e fogueiras utilizadas para o preparo da alimentação. Esses resíduos disposto ao solo amazônico, interagiram-se e modificaram o solo elevando demasiadamente sua fertilidade com considerável aporte de Ca, Mg, Zn, Mn, P e C. A comunidade cientifica mundial acredita ser principalmente a presença do carvão vegetal no solo (biochar), o principal elemento responsável pela grande melhoria de fertilidade. / Abstract: The dense rainforest of hot and humid climates, with acidic soils and low fertility, possesses dark lands known as Terra Preta de Índio (TPI), formed by the anthropogenic action of the men who lived there. The TPI was formed by the deposit in the surroundings of the waste produced in the day to day of the population. These residues contained plant remains, animal remains, pottery chips and a lot of organic material in the form of charcoal from the burning for preparation and management of areas for planting and bonfires used to prepare food. These residues, disposed to the Amazonian soil, have been interacted with and modified the soil by elevating their fertility with considerable contribution of Ca, Mg, Zn, Mn, P and C. The world scientific community believes mainly the presence of charcoal in the soil (biochar ), The main element responsible for the great improvement of fertility. / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T03:52:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 290715.pdf: 2050381 bytes, checksum: b851d32b9dff980ba31542c800878bf2 (MD5) / A atividade suinícola tem grande importância econômica, ocupando elevada posição no mercado internacional e interno. Santa Catarina é considerado o estado brasileiro de maior concentração de suínos contribuindo com 16% da produção. Contudo a suinocultura é a atividade que exerce maior impacto ambiental sobre os recursos hídricos do estado. Estudos indicam uma produção anual no país de 105,6 milhões de metros cúbicos de dejetos. O consumo de água nas atividades de criação de suínos é da ordem de 15 L/animal/dia, gerando um efluente rico em sólidos, nutrientes, metais pesados e patógenos. Nesse sentido, o presente estudo teve por objetivo verificar a viabilidade de reservatórios de estabilização como tecnologia para o polimento e reuso do efluente proveniente de um sistema de lagoas, produzido em uma propriedade suinícola. Dois reservatórios (R1 e R2), operados em bateladas, foram monitorados semanalmente durante 11 meses (abril de 2009 a fevereiro de 2010), em dois períodos com tempos de reservação de 4 e 6 meses. Os resultados mostraram-se satisfatórios, R1 no seu melhor desempenho apresentou remoção de 78% para DQO; 86% para DBO5 dissolvida; 82% para amônia; 70% para Fósforo total; 83% para SS; 99,9% para E.coli, com concentrações finais de 479±10 mg/L, 66±3 mg/L, 107±8 mg/L, 31±1 mg/L, respectivamente. Os melhores resultados, em R2, mostraram eficiências de remoção de 70% para DQO, 80% para amônia; 68% para Fósforo total; 86% para SS; 99,9% para E.coli, com concentrações finais de 485±6 mg/L, 52±11 mg/L, 75±2 mg/L, 13±1 mg/L, respectivamente. Para E.coli não foram detectadas concentrações finais. Flutuações nas eficiências de remoção foram registradas, devido ao efeito da sazonalidade no desempenho dos reservatórios, com maior rendimento durante o período de elevadas temperaturas e radiação solar. Estratificação térmica, ao longo da profundidade dos reservatórios, não foi observada. A avaliação da comunidade planctônica mostrou a predominância de Chlamydomonas e Chlorellas (freqüência de 100%). Em relação ao potencial de reuso em irrigação, os efluentes tratados apresentaram risco alto de salinização do solo e médio ou baixo de sodificação, o risco de toxicidade do íon cloreto apresentou grau de restrição "de ligeira à moderada". Os efluentes tratados podem ser utilizados na irrigação, desde que respeitados os critérios de drenagem e sejam escolhidas espécies vegetais tolerantes a salinidade. Quanto ao reuso do efluente na limpeza das instalações, não foi observada toxicidade pela volatilização da amônia devido ao pH obtido (?8,0) e as concentrações finais de coliformes não apresentaram riscos pelo contato direto/indireto do produtor com o efluente.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T05:39:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 296884.pdf: 1035916 bytes, checksum: a1f0e848d18e399790e2d3f00bc35ddb (MD5) / As necessidades de energia global são, na sua maioria, dependentes de combustíveis fósseis. O gás hidrogênio (H2) é uma energia limpa alternativa a esses combustíveis. A produção biológica de H2 é considerada uma tecnologia promissora devido aos baixos impactos ambientais e possibilidade de utilização de resíduos orgânicos como substrato. As bactérias fotoheterotróficas produzem H2 a partir de ácidos orgânicos por meio de processo anaeróbio dependente de luz. Desta forma, o objetivo deste estudo foi a obtenção de um consórcio bacteriano fotoheterotrófico, isolado a partir de sedimento proveniente da Lagoa da Conceição, localizada na cidade de Florianópolis/SC. Para avaliar a produção de H2 pelo consórcio utilizou-se diferentes ácidos orgânicos como substrato. O meio de cultivo utilizado foi o meio RCV modificado, contendo glutamato de sódio (2 mmol/L) como fonte de nitrogênio e a fonte de carbono variou conforme o substrato empregado: ácido acético (30 mmol/L), ácido butírico (15 mmol/L) e ácido málico (15 mmol/L). Os ensaios foram conduzidos em tubos de ensaio contendo 10 mL do meio de cultivo e 2 mL de head space. Após a inoculação, gás argônio foi borbulhado para obtenção da atmosfera anaeróbia e os tubos foram incubados em estufa a 30 ºC sob iluminação constante de lâmpada fluorescente de 15 W (~7000 lux) por um período que variou de 7 a 11 dias, conforme os experimentos. A composição do gás produzido no head space foi analisada a cada 24 h por cromatografia gasosa. O consórcio bacteriano fotoheterotróficotrófico demonstrou potencial para consumir todos os ácidos orgânicos testados como substratos, tanto para o crescimento bacteriano quanto para a produção de H2, sendo que a produção do gás foi máxima quando ácido acético foi empregado como substrato, onde a produção alcançou uma concentração máxima de 7,28 mmol/L. Para o ácido butírico a produção máxima foi de 6,97 mmol/L.. Assim, foi possível concluir que o consórcio fotoheterotrófico enriquecido, foi capaz de utilizar os ácidos orgânicos, nas condições de estudo, para a produção de H2. / The global energy requirements are mostly dependent on fossil fuels. Hydrogen is a clean energy alternative to these fuels. Biological H2 production is generally considered a promising process due to both its low impact on the environment and the possibility to use organic wastes as substrate for the gas production. Phototrophic bacteria produce H2 from organic compounds by an anaerobic light-dependent process. Therefore, this study aimed obtaining a photoheterotrophic consortium, isolated from Lagoa da Conceição lake sediment, located in the city of Florianópolis/SC. H2 production was evaluated by the consortium, used different organic acids as substrate. The culture medium used was RCV modified, and the nitrogen source was the same for all experiments (sodium glutamate - 2 mmol/L) and carbon source varied according to the substrate used: acetic acid (30 mmol/L), butyric acid (15 mmol/L) and malic acid (15 mmol/L). The experiments were conducted in the glass bottles containing 10 mL of culture medium and 2 mL of head space. After inoculation, argon gas was bubbled to obtain anaerobic atmosphere and the bottles were incubated at 30 °C under constant illumination of fluorescent lamp 15 W (~7000 lux) for a period of time ranging from 7 to 11 days, according the experiments. The gas produced in the head space was evaluated every 24 h by gas chromatography. The photoheterotrophic consortium demonstrated the potential to consume all the organic acids tested as substrates, for both: bacterial growth and H2 production, and the gas production was enhanced when the substrate used was acetic acid, where production reached a concentration of 7.28 mmol/L. For butyric acid production was 6.97 mmol/L .Thus, we conclude that the enriched was able to use organic acids for H2 production, in the studies conditions.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2014. / Prêmio UFSC de Tese / Made available in DSpace on 2014-08-06T18:02:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325610.pdf: 3663894 bytes, checksum: 51d7bf0a2601fb6288a633503857f238 (MD5) Previous issue date: 2014 / Os ácidos orgânicos e seus sais podem ser utilizados como aditivos promotores de crescimento na produção animal. O objetivo deste trabalho foi avaliar o uso de sais orgânicos na criação de camarões marinhos, auxiliando na nutrição e saúde de Litopenaeus vannamei. No primeiro estudo, após avaliação de seis sais de sódio (formiato, acetato, propionato, lactato, butirato e citrato) pode-se observar que os sais orgânicos possuem atividade inibitória contra vibrios patogênicos para camarões marinhos. Além disso, a atratividade e consumo de dietas comerciais aumentaram com a suplementação de propionato e butirato. A suplementação de propionato também aumentou a digestibilidade de energia e fósforo das dietas para o L. vannamei. No ensaio de crescimento em água clara, os camarões alimentados com dietas suplementadas com diferentes concentrações de propionato e butirato (0,5 a 2%) também apresentaram modificações na microbiota intestinal e aumento do ganho de peso. A suplementação de 2% de butirato em dietas para camarões marinhos também melhorou a eficiência alimentar e sobrevivência do cultivo em água clara, além da retenção de nitrogênio e taxa de eficiência proteica. No cultivo do L. vannamei em bioflocos a suplementação de 2% de butirato de sódio aumentou a sobrevivência e produtividade, além de diminuir a concentração de bactérias heterotróficas totais e vibrios no intestino, aumentar o número de hemócitos granulares e hialinos e o título de aglutinação. Portanto, o butirato de sódio possui potencial para ser usado com promotor de crescimento em cultivo de L. vannamei melhorando o balanço da flora bacteriana intestinal e índices zootécnicos do cultivo de camarões marinhos em diferentes sistemas, podendo atuar também como estimulante do sistema imunológico.<br> / Abstract : Organic acids or their salts can be used as growth promoters in animal production. The objective of this study was to evaluate the use of organic salts in the marine shrimp culture, aiding in nutrition and health of Litopenaeus vannamei. In the first study, sodium salts (formate, acetate, propionate, lactate, butyrate and citrate) had inhibitory activity against pathogenic vibrios for marine shrimp. Moreover, the attractiveness and feed intake of the commercial diets increased with propionate and butyrate supplementation. Propionate supplementation also increased energy and phosphorus digestibility for L. vannamei. Under clear water, shrimp fed diets supplemented with different concentrations of propionate and butyrate (0.5 to 2%) also showed changes in the intestinal microbiota and higher growth. Supplementation of 2% butyrate in diets for marine shrimp also improved feed efficiency, final shrimp survival, nitrogen retention and protein efficiency rate. Under biofloc system, shrimp fed diets supplemented with 2% sodium butyrate increased survival and productivity, reduced the concentration of total heterotrophic bacteria and vibrios in the intestine, while increasing the number of granular and hyaline hemocytes, and agglutination titre. Thus, it can be concluded that sodium butyrate has the potential to act as growth promoter in L. vannamei diets, and improve the balance of intestinal bacterial flora and shrimp growth performance under different systems, and act as stimulant of the immune system.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias, Programa de Pós-Graduação em Aquicultura, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:10:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328870.pdf: 784153 bytes, checksum: 80da0bd1769eca7a1feda614308e959d (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste estudo foi avaliado o uso do melaço de soja líquido, como fonte de carbono complementar ao melaço de cana na fertilização orgânica do cultivo super-intensivo de camarão branco do Pacífico, Litopenaeus vannamei (Bonne 1931) em sistema de bioflocos com renovação mínima de água. O melaço de soja é um subproduto do beneficiamento da soja, oriundo da extração do óleo e do farelo concentrado proteico de soja, com aproximadamente 30% de umidade e 47% de carboidratos. O experimento consistiu em cultivo de camarões com peso médio inicial de três gramas, densidade de 250 camarões/ m3 e o controle da amônia total pela aplicação de melaço de soja combinado com o melaço de cana na água do cultivo. Foram avaliados os efeitos, nos parâmetros de qualidade de água recomendados para o camarão branco do Pacífico, na concentração de amônia total, na formação de bioflocos, na concentração de clorofila-a, na concentração de Vibrios spp. e de bactérias heterotróficas na água e nos índices de produção zootécnicos. O delineamento experimental foi unifatorial e inteiramente casualizado, com quatro réplicas. Foram utilizados três tratamentos com diferentes taxas de inclusões de melaço de soja e melaço de cana (60-40%, 38- 62% e 15- 85%, respectivamente). O grupo controle foi fertilizado apenas com melaço de cana. Após 50 dias não foi apresentada alteração significativa dos parâmetros de qualidade de água e dos índices de produção zootécnicos do cultivo. A concentração de amônia foi mantida em níveis adequados para o cultivo de L. vannamei. Não houve efeito significativo nos sólidos suspensos totais que indicasse aumento da quantidade de bioflocos com o uso do melaço de soja. Também não houve diferença significativa para clorofila-a que apontasse aumento da produtividade primária. A concentração de bactérias heterotróficas na água do cultivo não foi modificada com o uso do melaço de soja. Entretanto o número de Vibrios spp. na água do final do cultivo foi significativamente menor. Sendo assim, o melaço de soja se mostrou eficiente no controle da amônia e formação de bioflocos para o cultivo de L. vannamei mantendo a produtividade do cultivo em sistema de bioflocos. Destaca-se neste estudo que o melaço de soja ocasiona redução dos víbrios na água.<br> / Abstract : This work was aimed at studying the genetic diversity of HSP70 gene by analyzing SNPs in three Litopenaeus vannamei populations (LV A, LV B and LV C) marketed in Brazil and investigating whether its genotypes are somehow associated to tolerance to the white spot syndrome virus (WSSV). A viral challenge was carried out with the LV B population (never subjected to the viral disease). A fragment (position 475 to 1594) of the HSP70 gene was PCR amplified with specific primers. In this study we used 5 SNPs (C661A, T712C, C782T, C892T and C1090T) present in three populations. Heterozygosities (Ho and He) were lower in the populations LV A and LV B (no pedigree control) when compared with LV C (with breeding for virus resistance). FIS has revealed that the populations LV A and LV B have higher inbreeding coefficients (4.5 and 5.0 x higher, respectively) when compared with LV C. There have been low genetic divergence (FST: 0.042; GST: 0.031) and differences between populations (p<0.05). Low genetic distance (NeiD) was observed amongst populations and there were phenotypic differences (p<0.05) in the SNP C892T of populations without pedigree control (LVA and LV B) and that subjected to breeding for viral resistance (LV C). In viral challenge there were no differences between the genotypes and tolerance to WSSV, but the T allele frequency was seen to have increased in SNP C892T. We can therefore conclude that there are small differences between the three populations grown in Brazil, as well as a possible association of C892T SNPs with viral diseases.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:01:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328697.pdf: 4252296 bytes, checksum: 011ce46d94b3740ba056f817e19f4d0b (MD5) Previous issue date: 2014 / A aplicação da tecnologia de membranas em sistemas não aquosos ainda não está totalmente estabelecida, embora se reconheça seu potencial de inovações tecnológicas para as indústrias de alimentos, químicas e farmacêuticas. O desenvolvimento desta alternativa tecnológica está vinculado à estabilidade química das membranas, uma vez que a exposição destas a solventes orgânicos e CO2 pode causar alterações físico-químicas e morfológicas nas membranas. Nesse contexto, esta proposta avaliou o uso de membranas comerciais poliméricas submetidas à permeação de solventes não aquosos, caracterizando-as, por meio de diferentes técnicas. Foi avaliado o comportamento e o desempenho dessas membranas na permeação e retenção de diferentes óleos comestíveis. Duas membranas de osmose inversa (OI) (BW30 e ORAK - rejeições de 99,5 e 99 % em NaCl, respectivamente) e duas membranas de nanofiltração (NF) (NF270 ? rejeição de 97 % em MgSO4 e NP030 rejeição de 80-97% em Na2SO4) foram utilizadas. As membranas foram caracterizadas por ângulo de contato a diferentes solventes, espectroscopia de infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TGA), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia de força atômica (MFA) e espectroscopia de impedância (EI) antes e após os processos de permeação dos solventes. Estudou-se o condicionamento das membranas com distintos solventes (n-hexano, etanol, n-propanol, iso-propanol e butanol) em tempos de 2, 8 12 e 24 h. Após o condicionamento, o fluxo de hexano foi medido e a integridade da membrana foi avaliada. Foram realizados ensaios com CO2 denso, em duas condições subcríticas e duas supercríticas (80 bar e 100 bar/20°C; 100 bar e 200 bar/ 80°C) em sistema estático durante 8 h. O fluxo permeado e o índice de retenção para misturas de óleo vegetais (mamona e macaúba) em hexano e em CO2 sub e supercrítico foram determinados. Todas as membranas testadas apresentaram fluxo de hexano consideravelmente maior, quando comparado ao fluxo de água. O condicionamento com etanol levou a maiores fluxos para o hexano, nas membranas ORAK, NF270 e BW30, enquanto que a membrana NP030 não apresentou aumento de permeabilidade. Os diferentes tempos de condicionamento não apresentaram diferenças significativas (p> 0,05) nos fluxos de hexano. Foi observado um aumento do ângulo de contato, redução da energia livre de superfície e aumento da componente polar após o condicionamento das membranas e permeação com n-hexano, o que evidencia a alteração da hidrofilicidade destas membranas. O mesmo comportamento foi observado após a permeaçãode CO2 denso, sendo este aumento maior em condições supercríticas. Os espectros obtidos por FTIR após a permeação do hexano e do CO2 denso indicaram a redução da transmitância de alguns grupos funcionais, fato que pode indicar um decréscimo na concentração do polímero devido à ocorrência do inchamento e/ou plastificação. As análises de MEV mostraram pequenas alterações na morfologia das membranas, tanto após a exposição a solventes orgânicos, bem como ao CO2 denso. A AFM indicou aumento da rugosidade das membranas, indicando possível lixiviação de material polimérico da camada ativa ou agrupamento de sítios hidrofílicos e hidrofóbicos. A EI indicou redução da condutividade da solução dentro dos poros da membrana, sendo que essa redução foi maior quanto maior o tempo exposição das membranas ao n-hexano e etanol. Em sistema com n-hexano a membrana NP030 apresentou os melhores resultados para a retenção dos óleos analisados, sendo que a retenção do óleo de mamona foi maior (60 %). Em sistema com CO2 denso somente foi possível analisar a permeação das membranas NP030 e ORAK com índice de retenção de 85 e 95 %, respectivamente, para o óleo de macaúba.<br> / Abstract : The employment of membrane technology in non-aqueous systems is not yet well established, although its innovation potential for food, chemical and pharmaceutical industries is already recognized. Development of this alternative is linked with membranes chemical stability, once their exposure to organic solvents and CO2 may cause physico-chemical and morphological changes. In this sense, this proposal evaluates the use of commercial polymeric membranes submitted to non-aqueous solvents permeation, characterizing them towards different techniques. The behaviour and performance of the membranes was evaluated in permeation and retention of different edible oils. Two reverse osmosis (OR) (BW30 e ORAK - rejections of 99.5 and 99 % in NaCl, respectively) and two nanofiltration membranes (NF) (NF270 ? rejection of 97 % in MgSO4 and NP030 rejection of 80-97 % in Na2SO4) were tested. The membranes were characterized by contact angle with different solvents, infrared spectroscopy (FTIR), thermo gravimetrical analysis (TGA), scanning electronic microscopy (SEM), atomic force microscopy (AFM) and impedance spectroscopy (IS) before and after the permeation with solvents processes. Membrane conditioning with different solvents (n-hexane, ethanol, n-propanol, iso-propanol and butanol) was studied in time-lengths of 2, 8, 12 and 24 h. After conditioning, the n-hexane flux was measured and membrane integrity was evaluated. Assays with dense CO2 were performed in two subcritical and two supercritical conditions (80 bar and 100 bar/20°C; 100 bar and 200 bar/ 80°C) in static system for 8 h. The permeated flux and retention index for vegetal oil (castor beans and macauba) mixtures in n-hexane and in sub and supercritical CO2 were determined. All tested membranes presented n-hexane flux substantially higher when compared to water fluxes. The conditioning in ethanol led to higher fluxes for n-hexane in membranes ORAK, NF270 and BW30, whilst NP030 did not presented increases in permeability. Different conditioning times have not presented significant differences (p> 0.05) on n-hexane fluxes. It was observed increases in contact angles, reduction on free surface energy and increase on the polar component after conditioning and permeation of the membranes with n-hexane, which highlights the changes in membranes hydrophilicity. The same behaviour was observed after permeation with dense CO2, which shows greater increases in supercritical conditions. Obtained FTIR spectra after n-hexane and CO2 permeation indicates the reduction on transmittance of some functional groups, which may indicate a decrease on polymericconcentration due to the occurrence of swelling or plasticization. SEM analysis showed slight changes in membranes morphology, both after organic solvent and dense CO2 exposure. AFM analysis showed increases in membrane roughness indicating possible leaching of polymeric material of the active layer or grouping of hydrophilic and hydrophobic sites. The IS analysis indicates reduction in solutions conductivity within membrane pores, and this reduction was greater for longer time-exposures of the membranes to n-hexane and ethanol. In n-hexane systems, the membrane NP030 presented the best results for the analysed oils retention, with higher retentions related to castor oil (60 %). In dense CO2 systems, it was only possible to analyse the permeation of membranes NP030 and ORAK, with retention indexes of 85 and 95 %, respectively, to macauba oil.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310450.pdf: 1880671 bytes, checksum: fdd7ad2eae0512a146dd3e229173b98f (MD5) / Este trabalho descreve um estudo sobre a pirólise de dois tipos de lodo sanitário, obtidos dos processos de tratamento biológico anaeróbio (LCAN) e aeróbio (LCAE). O objetivo do estudo foi avaliar a pirólise como opção de pré-tratamento térmico para lodos, visando um processo acoplado de gaseificação do char e pós-combustão dos voláteis para redução nas emissões de SO2 durante o processo de conversão térmica. A pirólise dos lodos foi conduzida em atmosfera inerte de nitrogênio, a uma vazão de 400 mL.min-1, em um reator tubular de quartzo a temperaturas de 550 ºC, 800 ºC e 1000 ºC e uma taxa média de aquecimento de 150 ºC.min-1. Os resultados mostraram que, com o aumento da temperatura de pirólise, diminuiu o rendimento em char e aumentou a liberação de matéria volátil. Os resultados da análise elementar, após o processo de pirólise, apontaram que amostras de lodo LCAN e LCAE apresentam uma retenção no teor de enxofre de 1,06% (LCAN550), 1,08% (LCAN800) 1,11% (LCAN1000) e de 0,15% (LCAE550), 0,28% (LCAE800) e 0,35% (LCAE1000). Entretanto, o teor de nitrogênio nos lodos LCAN (4,15%) e LCAE (7,36%), depois da pirólise, diminuiu (LCAN550 (3,07%), LCAN800 (1,48%), LCAN1000 (0,43%), LCAE550 (3,80%), LCAE800 (1,99%) e LCAE1000 (0,90%)) com o aumento da temperatura de pirólise. Os testes de reatividade foram conduzidos em atmosfera de ar sintético, em uma vazão de 100 mL.min-1, em quatro temperaturas 400 ºC, 500 ºC, 550 ºC e 600 ºC, em equipamento termogravimétrico. Os resultados mostraram que as reatividades máximas são dependentes da temperatura e, por meio da equação de Arrhenius, obteve-se a energia de ativação (Ea) para as amostras LCAN800 e LCAE800 e serragem de madeira (SM), que foram 39,9 kJ.mol-1, 34,04 kJ mol-1 e 50,62 kJ.mol-1 e o fator pré-exponencial (k0) de 54,55 min-1, 22,22 min-1 e 122,10 min-1 respectivamente, mostrando que a reação é controlada pelo efeito difusional. Comparando as reatividades com a serragem de madeira, as amostras LCAN800 (0,31 min-1), LCAE800 (0,20 min-1) e SM (0,11 min-1) obtiveram maior reatividade para os lodos na temperatura de 600 ºC. Em suma, os resultados obtidos neste trabalho, mostraram que a pirólise é uma boa opção como pré-tratamento térmico, visando a redução nas emissões de SO2 e NOx durante o processo de conversão térmica. / In the present study, the pyrolysis of two types of sewage sludge produced from the processes of anaerobic (LCAN) and aerobic (LCAE) biological treatment. The aim of this study was to evaluate the pyrolysis as an option as a pre-heat treatment for sludge aiming a process coupled gasification of char and post-combustion of volatiles to reduce emissions of SO2 during the thermal conversion process. The pyrolysis of sludge was conducted in an inert atmosphere of nitrogen at a flow rate of 400 mL.min-1 in a quartz tubular reactor at temperatures of 550 ºC, 800 °C and 1000 °C and an average heating rate of 150 °C min-1. The results show that with increasing temperature pyrolysis char yield decreased and increased release of volatile matter. The results of the elemental analysis after the pyrolysis process showed that sludges LCAN and LCAE have a retention in the sulfur content of 1.06% (LCAN550), 1.08% (LCAN800) 1.11% (LCAN1000) and 0.15% (LCAE550), 0.28% (LCAE800) and 0.35% (LCAE1000). However, the nitrogen content of LCAN (4.15%) and LCAE (7.36%) decreased (LCAN550 (3.07%), LCAN800 (1.48%), LCAN1000 (0.43%), LCAE550 (3.80%), LCAE800 (1.99%) and LCAE1000 (0.90%) with increase of the pyrolysis temperature. The reactivity tests were conducted in synthetic air atmosphere at a flow rate of 100 mL min-1 at four temperatures: 400 °C, 500 ºC, 550 ºC and 600 °C in a thermogravimetric equipment. The results showed that the maximum reactivity depends on the temperature and the Arrhenius equation was used to obtain the activation energy (Ea) for LCAN800, LCAE800 and wood sawdust (SM). The maximum reactivities were 39.9 kJ.mol-1, 34.04 kJ.mol-1 and 50.62 kJ.mol-1 for LCAN800, LCAE800 and SM respectively and the pre-exponential factor (k0) were 54.55 min-1, 22.22 min-1 and 122.10 min-1 respectively, showing that the reaction is monitored by diffusional effect. Comparing the reactivity with sawdust samples, LCAN800 (0.25 min-1), had higher reactivity at the temperature of 600 ºC. In summary, the present results showed that pyrolysis is a good option as a pre-treatment of sludges when aimed to reduce emissions of SO2 and NOx during thermal conversion processes.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2013-07-16T03:58:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 277730.pdf: 1644634 bytes, checksum: ceb6cd0dac3ae6ec80d254fc0fcf9866 (MD5) / Neste trabalho foi inicialmente realizada uma análise qualitativa dos compostos orgânicos voláteis e semi-voláteis (BTEX) presentes no ar do túnel Antonieta de Barros em Florianópolis. Posteriormente foi desenvolvido um estudo sobre a influência de solventes (alcoóis) na fotodegradação de BTEX e naftaleno. Os resultados obtidos por meio da técnica de microextração em fase sólida, com separação e detecção por cromatografia a gás com detector por ionização em chama (SPME-GC-FID), mostraram que o composto naftaleno apresentou maior degradação na presença de isopropanol. Além da otimização dos parâmetros que afetam a eficiência de extração dos analitos, um planejamento fatorial em dois níveis com inclusão de um ponto central foi realizado para a verificação das interações das variáveis sobre a resposta analítica. Esse planejamento foi realizado para o estudo sobre a fotodegradação dos compostos orgânicos na presença de H2O2 (sistema homogêneo) e TiO2 (sistema heterogêneo). As variáveis concentração de H2O2, massa de TiO2, tempo de radiação da lâmpada de UV, pH, concentração de benzeno, tolueno, etilbenzeno e naftaleno foram avaliadas. As condições ótimas para os processos oxidativos avançados foram: sistema homogêneo ausência de NaCl, 300 µg L-1 de BTEX e 300 mmol L-1 de H2O2 e para o sistema heterogêneo ausência de NaCl, 300 µg L-1 de BTEX e 0,010 g de TiO2. A degradação otimizada para os processos oxidativos avançados com H2O2 e TiO2 foram aproximadamente de 80 % e 100%, respectivamente. Após o estudo sobre degradação dos compostos por diferentes processos oxidativos avançados, foi realizada a quantificação de BTEX no túnel e no estacionamento de um Shopping. Os valores encontrados estão em níveis recomendados por trabalhos e normas vigentes (NIOSH/OSHA), e compreendidos até a concentração de 40,12 µg m-3, valor máximo encontrado para o benzeno. / In this work it was initially developed a qualitative analysis of volatile and semi-volatile organic compounds (BTEX) in air samples taken from the Antonieta de Barros tunnel, in Florianópolis. The second aim was to carry out a study on the influence of solvents (alcohols) on the photodegradation of BTEX and naphthalene. The results obtained using the technique of solid phase microextraction with separation and detection by gas chromatography with flame ionization detector (SPME-GC-FID) indicated that naphthalene was the most degraded compound in the presence of isopropanol. Besides the optimization of the parameters affecting the extraction efficiency of the analytes, a factorial planning at two levels including a central point was performed to verify the interactions between variables on the analytical response. This planning was performed for the study of the photodegradation of organic compounds (BTEX and naphthalene) in the presence of H2O2 (homogeneous system) and TiO2 (heterogeneous system). The variables concentration of H2O2, mass of TiO2, time radiation UV light, pH, concentration of benzene, toluene, ethylbenzene, o-xylene and naphthalene were evaluated. The optimum condition for the advanced oxidation processes were without NaCl, 300 mg L-1 for BTEX, 300 mmol L-1 H2O2 and without NaCl, 300 mg L-1, BTEX 0.010 g, for homogeneous and heterogeneous systems, respectively). The efficiency of degradation with the optimized advanced oxidation processes using H2O2 and TiO2 were approximately 80% and 100%, respectively. After studying the degradation of compounds by different advanced oxidation processes, it was performed the quantification of BTEX in the tunnel air sample and at a car parking place in a Mall. The values found here are below the levels recommended by the literature and regulations (NIOSH/OSHA). The highest concentration (40.12 mg m-3) was found for benzene.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-07-16T21:12:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 316646.pdf: 4015421 bytes, checksum: 7d7ac9349d6da11dc1fdc9f07b261d64 (MD5) / Os solos de Terra Preta de Índio (TPI) e Terra Mulata (TM) são solos antropogênicos, encontrados na região Amazônica, ricos em matéria orgânica (MO) estável. Considerando que o conhecimento sobre a formação e incorporação de MO nestes solos vem sendo investigada recentemente, e que análises geoquímicas orgânicas revelaram-se ferramentas interessantes para a investigação das fontes de MO em solos, o objetivo deste estudo é investigar e comparar a distribuição de compostos orgânicos (principalmente lipídios) preservados nas frações "livres", "alcalinas" e "ácidas" de quatro solos TPI, três solos TM e dois solos adjacentes (argissolos) da Estação Experimental do Caldeirão, Iranduba-AM, Brasil. Os principais compostos detectados em todas as frações de todos os solos foram: ácidos monocarboxílicos n-saturados, ramificados e insaturados, hidroxiácidos e álcanóis (álcoois lineares n-saturados). Na fração alcalina foram detectados também diácidos e dihidroxiácidos (principalmente derivados da suberina) e ácidos aromáticos derivados da lignina/suberina em todos os solos, bem como 5?-colesterol, ácidos biliares e ácido fosfórico apenas nos solos TPI. Em geral, as análises dos compostos orgânicos (lipídios) nas frações "livre", "alcalina" e "ácida" são complementares e, juntas fornecem informações valiosas sobre a incorporação de MO nos solos TPI e TM. Diferentes distribuições de ?-hidroxiáxidos, ácidos biliares, diácidos, dihidroxiácidos e ácido 9(10),16-dihidroxihexadecanóico mostraram uma origem distinta para os solos antropogênicos estudados. A influência da vegetação moderna nestes solos antropogênicos foi detectada apenas no topo dos perfis (superfície). A presença do colesterol e dos ácidos biliares apenas nos solos TPI, é um forte indicativo da incorporação de fezes e/ou mesmo restos humanos a esses solos. Os dados obtidos através da pirólise acoplada à cromatografia gasosa e a espectrometria de massas (PI-GC-MS) e da termoquimólise acoplada à cromatografia gasosa e a espectrometria de massas (THM-GC-MS) mostraram poucas diferenças entre a composição dos solos TPI e do solo adjacente. Porém, esses resultados juntamente aos obtidos para os lipídios extraíveis auxiliaram na determinação da origem da matéria orgânica incorporada aos solos.<br> / Abstract : Terra Preta de Índio (TPI) and Terra Mulata (TM) soils are anthropogenic soils from the Amazon region, rich in stable organic matter (OM). Considering that the knowledge about the formation and incorporation of OM on these soils has recently been investigated, and that geochemical analysis has been revealed as an interesting toll for the investigation of the sources of OM in soils, the aim of this study is to investigate and to compare the distribution of organic compounds (mainly lipids) preserved in the "free", "alkaline" and "acid" fractions of four TPI soils, three TM soils and two adjacent soils (untilsoil) of the Caldeirão Experimental Station, Iranduba-AM, Brazil. The main compounds detected in all fractions of the all soils were: alkanoic acid n-saturated, ramified and unsaturated, hydroxyacids and alkanois (alcohols n-saturated). In the "alkaline" fraction were also detected dialkanoic diacids and dihydroxyacids (mainly suberine-derivatives) and aromatic acids lignin/suberine derivatives in all the soils, as well as 5?-cholesterol, bile acids and phosphoric acid only in the TPI soils. In general, the analysis of the organic compounds (lipids) in the three fractions ("free", "alkaline" and "acid") were complementary and, together they provided valuable information about the OM incorporation in the TPI and TM soils. Different distributions of ?-hydroxyacids, bile acids, dialkanoic diacids, dihydroxyacids and 9(10),16-dihydroxyhexadecanoic acid showed a distinct genesis for the anthropogenic soils studied. The influence of the modern vegetation in these anthropogenic soils was detected only in the top of the profile (surface). The presence of the 5?-cholesterol and the bile acids only in the TPI soils is an indicative of the incorporation of feces and/or even humans remains in these soils. The data obtained throught the pyrolysis coupled to the gas chromatography and the mass spectrometry (Py-GC-MS) and thermochemolysis coupled to the gas chromatography and the mass spectrometry (THM-GC-MS) showed few differences among the composition of the TPI and the adjacent soils. However, these resulted together with the data obtained of the lipids extracted aided in the determination of the origin of the OM inputed at the soils.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas, Programa de Pós-graduação em Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:52:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 318944.pdf: 2320395 bytes, checksum: 3f337773fa23a11b8691f7fdec0e0f79 (MD5) Previous issue date: 2013 / Reações de acoplamento C-C tem grande destaque na síntese de novos compostos orgânicos, em especial a reação de Heck. Porém, o desenvolvimento de novos sistemas catalíticos, com metodologias livres de ligantes fosfina, ausência de atmosfera inerte e realizadas em meio aquoso, tem sido um grande desafio nos últimos anos. Ainda, dos poucos trabalhos relatados nesta área, raros são os que se dedicam ao estudo sistemático dos mecanismos de reação. Neste sentido, este trabalho pretende contribuir no desenvolvimento de novos catalisadores para reações de acoplamento C-C, nas condições anteriormente citadas, baseando-se no preparo e caracterização de nanopartículas bimetálicas de prata e paládio, estabilizadas por polietilenoimina linear, e sua aplicação em uma reação do tipo Heck intramolecular. Análise Cinética do Progresso da Reação foi utilizada para a determinação da ordem da reação em relação aos reagentes e obtenção de evidências mecanísticas. Também foi verificada a influência da base utilizada (trietilamina) na reação e sobre a morfologia do catalisador. Por fim, experimentos de inibição do catalisador e análise por microscopia eletrônica de transmissão das nanopartículas, após a reação, sugerem a participação da superfície das nanopartículas na catálise de Heck sob as condições estudadas. <br> / Abstract: Carbon-carbon coupling is a prominent reaction in the synthesis of new organic compounds, specially the Heck reaction. However, the development of new catalytic systems, with methods free of phosphine ligands, without inert atmosphere and held in an aqueous medium, has been of great challenge in the last years. Moreover, from the few studies reported in this area, very little are dedicated to the systematic study of reaction mechanisms. Thus, this work aims to contribute in the development of new catalysts for C-C coupling reactions, under the conditions previously mentioned, based on the preparation and characterization of bimetallic nanoparticles of silver and palladium, stabilized by linear polyethyleneimine, and its application in an intramolecular Heck type reaction. Reaction Progress Kinetic Analysis was used to determine the reaction order with respect to reactants and obtention of mechanistic evidences. It was also verified the influence of the base (triethylamine) on the reaction and on the catalyst morphology. Finally, catalyst inhibi-tion experiments and analysis by transmission electron microscopy of the nanoparticles, after the reaction, suggest the involvement of the nanoparticles surface on catalysis under the studied conditions.