<p>The river Göta Älv reaches between Vänern and Gothenburg and is the main raw water source for Gothenburg that supplies about 700 000 people with water. To protect and maintain a high water quality, continuously samples and water analyses are made throughout the river. In 1998 a protection area was founded between surte and Lärjeholm where the raw water intake is. This was made to increase the awareness of the importance to protect the water. However, there is a lot of contribution of untreated stormwater to Göta Älv within the protection area.</p><p>Göteborg Water and Sewage Works commissioned this thesis where two areas, Tagene industrial area and Kärra residential area, with untreated stormwater outlets within the protection area are studied. The areas have been divided according to surface composition with different rates of pollutant contribution. Then the stormwater flow and the contribution of pollutants was simulated with the model SEWSYS. The future aim is that the model will be able to simulate the contribution of pollutants for a variety of rains, for the whole protection area.</p><p>SEWSYS (Sewer System) is built in MATLAB/Simulink and consists of three modules, a stormwater module, a sanitary wastewater module and a treatment plant module. This project only includes the stormwater module. The model simulates the stormwater flow and the pollutants total phosphorous, total nitrogen, copper, zinc, lead, cadmium and polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). Samples and analysis for the two areas has been carried out for another thesis work during the same period. The results from those analyses have been used for the model settings for the areas.</p><p>Simulations have been performed to adjust the model and evaluate its ability to describe the stormwater flow and the pollutant contribution within the areas. The amount of stormwater and the runoff are well simulated by the model. However, the measured and analysed data has not been enough to get reliable simulations over the pollutant contribution. Further development of the model is necessary. Generally the model simulates lower values compared to measured values, especially in the industrial area. For a more general understanding over how SEWSYS works for the two areas, simulations were carried out on a yearly basis. Those simulations have been compared with general data for stormwater pollutants. Even though the results from the simulations have shown lower values than the measured values, the model shows clearly that the contribution of pollutants from the industrial site is greater than the contribution from the residential site.</p> / <p>Göta Älv sträcker sig från Vänern ner till Göteborg och är Göteborgs huvudsakliga råvattentäkt som försörjer ca 700 000 personer med vatten dagligen. För att säkra råvattenkvaliteten görs kontinuerliga provtagningar utmed älven. Dessutom beslutade Länsstyrelsen 1998 om ett skyddsområde med skyddsföreskrifter för avrinningsområdet mellan Surte i norr till vattenintaget vid Lärjeholm i söder. Ett mål med skyddsområdet är att det ska öka medvetenheten hos boende och de som är verksamma inom området om behovet att värna om vårt vatten. Dock leds det på flera ställen ut orenat dagvatten till älven inom skyddsområdet.</p><p>Examensarbetet är ett uppdrag av Göteborgs Va-verk där två områden med orenade dagvattenutsläpp till Göta Älv studeras, Tagene industriområde samt Kärra bostadsområde. Dessa områden har karterats och dagvattenflödet samt föroreningsbelastningen från dagvattnet har simulerats med modellen SEWSYS. Målet på lång sikt är att modellen ska kunna användas för att simulera föroreningsbelastningen vid olika regn för hela skyddsområdet.</p><p>Modellen SEWSYS (Sewer System) är uppbyggd i MATLAB/Simulink och bygger på tre moduler, en dagvattenmodul, en spillvattenmodul och en reningsverksmodul. För detta projekt har endast delen för dagvatten använts. Modellen simulerar dagvattenflödet och behandlar föroreningarna totalfosfor, totalkväve, koppar, zink, bly, kadmium samt polycykliska aromatiska kolväten (PAH). I ett examensarbete parallellt med detta har provtagning och analyser av föroreningar för de båda områdena ägt rum och dessa värden ligger till grund för inställningen av modellen.</p><p>Simuleringar har utförts för att anpassa modellen samt utvärdera dess förmåga att beskriva dagvattenflödet och föroreningsbelastningen inom de aktuella områdena. Simuleringarna visar att avrinningen och dagvattenflödet simuleras bra av modellen. Det har dock visat sig att de gjorda mätningarna inte har varit tillräckliga som underlag för att få en tillförlitlig beskrivning av föroreningsbelastningen och vidare utveckling är nödvändig. Detta gäller särskilt i industriområdet där modellen generellt simulerar för låga föroreningsmängder. För en mer allmän uppfattning av SEWSYS modellen för de två områdena, har även simuleringar på årsbasis utförts och jämförts med schablonhalter för dagvattenföroreningar. Trots att simuleringsvärdena har legat lägre än de uppmätta värdena på föroreningsmängderna har det gått att visa att industriområdet bidrar till högre föroreningsbelastning än bostadsområdet på recipienten Göta Älv.</p>

A finite volume, shock-capturing scheme is used to solve the shallow water equations on unstructured triangular meshes. The conditions are characterised by: slow flow velocities (up to 1m/s), long time scale (around 10 days), and large domains (50-100km across). Systematic verification is carried out by comparing numerical with analytical results, and by comparing parameter variation in the numerical scheme with perturbation analysis, and good agreement is found. It is the first time a shock-capturing scheme has been applied to slow flows in Moreton Bay. The scheme is used to simulate transport of a pollutant in Moreton Bay, to the east of the city of Brisbane, Australia. Tidal effects are simulated using a sinusoidal time-dependent boundary condition. An advection equation is solved to model the path of a contaminant that is released in the bay, and the effect of tide and wind on the contaminant is studied. Calibration is done by comparing numerical results with measurements made at a study site in Moreton Bay. It is found that variation in the wind speed and bed friction coefficients changes the solution in the way predicted by the asymptotics. These results vary according to the shape of the bathymetry of the domain: in shallower areas, flow is more subject to shear and hence changes in wind speed or bed friction had a greater effect in adding energy to the system. The results also show that the time-dependent boundary condition reproduces the tidal effects that are found on the Queensland coast, i.e. semi-diurnal with amplitude of about 1 metre, to a reasonable degree. It is also found that the simulated path of a pollutant agrees with field measurements. The computer model means different wind speeds and directions can be tested which allows management decisions to be made about which conditions have the least damaging effect on the area.

O presente trabalho teve como objetivo a análise do transporte de poluentes atmosféricos gerados na queima da cana-de-açúcar no estado de São Paulo durante o ano de 2010, pois a cultura canavieira no estado é muito forte, abastecendo o mercado alimentício, energético e de bebidas. Porém, apresenta um grave problema com a queima da plantação antes da colheita, gerando poluição e enfraquecendo o argumento de energia limpa. Baseado nas teorias: dos Sistemas e dos Geossistemas, na dinâmica atmosférica e no uso de modelagem como instrumento de análise; além do levantamento dos dados atmosféricos e de poluição aferidos, mapeamento da área e das queimadas, concluiu-se que há áreas com picos de poluição ao longo do ano; a pluma de poluentes normalmente vai para outros estados como Minas Gerais e Mato Grosso do Sul e ocorreram eventos generalizados de queima de biomassa, principalmente entre agosto e setembro, porém com a mudança na direção do vento, geralmente quando está prestes a chegar uma frente fria, quando esses poluentes são direcionados para a Região Metropolitana de São Paulo e Campinas; confirmando a hipótese observando a distribuição e concentração de poluentes segundo os dados de circulação atmosférica e de poluição / This study has the objective to analyze the air pollution transport from sugarcane burn in Sao Paulo State in 2010, as the planted areas are very vast, it supplies the food, energy and beverage industry. By the other hand, it presents severe problem of burning culture before the harvest period, it causes air pollution and disqualify the clean energy argument. Based on the System and Geosystem theories, on atmospheric dynamic and using models as analysis instrument; in addiction getting atmospheric and pollution data observed, mapping sugarcane and the burned area, it was concluded there were parts with peaks of pollution during this year, the plume of pollutants normally are transported to other States as Minas Gerais and Mato Grosso do Sul and also there were several and generalized events of biomass burn principally in August and September, despite the wind change generally when it is upcoming a cold front, those pollutants are directed to Metropolitan Region of Sao Paulo and Campinas; confirming the hypothesis observing the concentration and distribution of them by the air circulation and pollutants data

O presente trabalho trata do desenvolvimento um novo material, diatomita modificada por ferro, como ativador dos oxidantes persulfato de sódio e peróxido de hidrogênio para degradar poluentes prioritários (fenantreno e antraceno), diesel e o poluente emergente ácido perfluoroctanóico (PFOA). Os objetivos deste estudo foram comparar esse novo método com métodos convencionais de ativação para esses oxidantes; e estudar, estatisticamente, a relação ótima entre a quantidade deste material e a concentração de oxidante para a degradação dos contaminantes. A diatomita bruta e as diatomitas modificadas (CAT-5 e CAT-20) foram caracterizadas por diferentes técnicas. Os principais resultados da caracterização mostraram que os materiais são amorfos e que a concentração de ferro foi 4%, 17% e 25% para diatomita bruta, CAT-5 e CAT-20, respectivamente. Os resultados mostraram que os materiais modificados apresentaram significativa atividade catalítica para ativar os oxidantes e degradar os poluentes, sendo a CAT-5 a mais reativa. Resultados satisfatórios foram obtidos utilizando 45 g L-1 de persulfato de sódio com 2,5 g de diatomita modificada (CAT-5), com degradação de 87% e 96% de fenantreno e antraceno, respectivamente, em 168 horas de tratamento. Para o tratamento de solo arenoso contaminado com diesel, os melhores resultados foram obtidos utilizando 41 g L-1 de persulfato de sódio e 1,56 g de CAT-5, obtendo decaimento de 91% de carbono total em 146 horas. A eficiência da decomposição de PFOA mostra que a reatividade dos sistemas seguiu a ordem: peróxido de hidrogênio em altas concentrações > peróxido de hidrogênio em paralelo com persulfato > persulfato alcalino, ambos ativados com CAT-5, atingindo 86%, 69% e 48%, respectivamente, após 6 horas de reação. / The present work deals with the development of a new materials, modified diatomite by iron, as an activator of the oxidants sodium persulfate and hydrogen peroxide to degrade priority pollutants (phenantherene and anthracene), diesel and emerging pollutant perfluorooctanoic acid (PFOA). The aims of this study were to compare this new method with traditional activation method for these oxidants; and to study, statistically, the optimal ratio between the quantity of the material and the concentration of oxidant to the degradation of contaminants. The raw and modified materials were characterized by different techniques. The main characterization results showed that materials are amorphous, and that the iron concentrations were 4,78%, 17,65% and 25% for the raw diatomite, CAT-5 and CAT-20, respectively. The results showed that the modified material showed significant catalytic activity to activate the oxidants and to degrade pollutants, with CAT-5 being the most reactive. Satisfactory results were obtained using 2,5 g of modified diatomite (CAT-%) with sodium persulfate at 45 g L-1, with degradation of 87% and 96% of phenanthrene and anthracene, respectively, in 168 hours of treatment. For the treatment of sandy soil contaminated with diesel, the best result was obtained using 41 g L-1 of sodium persulfate sodium and 1,56 g of CAT-5, resulting in a decrease of 91% of total carbon present in diesel. The PFOA decomposition efficiency for the systems shows that hydrogen peroxide at high concentrations > hydrogen peroxide-activated persulfate > alkaline-activated persulfate, both with CAT-5, achieving 83%, 69% and 48% , respectively, after 6 hours of reaction.

L’impact de l’environnement dans le développement de certaines pathologies est avéré bien qu’il soit difficile à évaluer. L’Homme est chroniquement exposé à des cocktails de xénobiotiques -des molécules étrangères à l’organisme- dont la nature, la concentration et les interactions sont variables avec des effets néfastes ou bénéfiques pour la santé humaine. Parmi ceux-ci, les polluants environnementaux jouent un rôle non négligeable dans l’apparition de certains cancers. Au contraire, des molécules naturelles comme le resvératrol, possède des propriétés anti-cancéreuses. Au cours de la cancérogenèse, les cellules tumorales acquièrent un phénotype métabolique réversible caractérisé par une glycolyse et une production de lactate élevées en présence ou non d’oxygène (effet Warburg). La flexibilité du métabolisme permet aux cellules cancéreuses d’assurer des niveaux d’énergie et de métabolites et de co-facteurs suffisants pour maintenir leur phénotype tumoral dans un microenvironnement qui fluctue. Dans cette étude, les effets de différents xénobiotiques seuls ou en mélange ont été évalués sur la progression du phénotype tumoral dans des cellules tumorales humaines. Dans une 1ère partie, les effets de 2 polluants organiques persistants agissant via des voies de signalisation différentes, la tétrachlorodibenzo-para-dioxine (TCDD) et l’a-endosulfan, un pesticide organochloré, ont été étudiés, seuls ou en mélange, sur le phénotype tumoral des cellules tumorales coliques humaines (Caco2). Nous avons montré que la TCDD (25 nM) et l’a-endosulfan (10µM) diminuent les capacités oxydatives des cellules tumorales. Cet effet est plus marqué lorsque les cellules sont exposées au mélange des 2 polluants, suggérant un effet synergique. Ces altérations sont associées à une diminution drastique de la respiration mitochondriale, corrélée à une forte réduction de l’activité du complexe I de la chaine respiratoire des mitochondries. Ces observations sont en partie liées à une diminution de l’expression de NDUFS3, l’une des sous unité du complexe I. Parallèlement, nous avons mis en évidence que l’exposition aux polluants entraine l’engagement des cellules tumorales vers une transition épithélio-mésenchymateuse (EMT). Ces données suggèrent que les polluants favorisent la progression tumorale en altérant le métabolisme énergétique des cellules tumorales coliques humaines et en favorisant la mise en place d’une EMT. Le lien entre ces 2 processus ainsi que les voies de signalisation impliquées restent à élucider. Dans une 2ème partie, nous avons évalué les effets du resvératrol (RSV), un composé naturel présent entre autre dans le vin, sur sur la progression du phénotype tumoral. Ce polyphénol a été largement décrit pour ses effets bénéfiques sur le cancer et pour ses capacités à modifier le métabolisme, notamment en mimant la restriction calorique. Nous avons montré que le RSV, à une concentration proche des doses sériques mesurées chez l’Homme (10 µM), diminue la prolifération cellulaire sans affecter la viabilité. Le RSV réoriente le métabolisme énergétique des cellules tumorales en augmentant leurs capacités oxydatives et en diminuant leurs capacités glycolytiques et l’activité de la voie des pentoses phosphates. Nous avons identifié le complexe pyruvate déshydrogénase comme une cible du RSV, mis en évidence que le calcium est impliqué dans cette régulation et que les effets métaboliques induits par le RSV sont relayés en partie par la voie CamKKß/AMPK. L’ensemble de ces résultats démontre que l’environnement, via les xénobiotiques, peut moduler le phénotype tumoral, et que le métabolisme tumoral, en raison de son extrême flexibilité, est une cible majeure de ces modulations. / The impact of the environment in the development of several human diseases is well established but difficult to evaluate. Humans are chronically exposed to xenobiotics mixture - foreign chemicals substances which are not normally present within the organism – with different nature, concentration and interactions leading to deleterious or beneficial effects on human health. Among these xenobiotics, environmental pollutants play a significant role in the development of some cancers. On the contrary, a natural molecule like resveratrol has anti-cancer properties. During carcinogenesis, tumor cells acquire a reversible metabolic phenotype characterized by a high glycolysis and a massive lactate production with or without oxygen (Warburg effect). The flexibility of the metabolism allows cancer cells to provide sufficient levels of energy, metabolites and cofactors to maintain their tumor phenotype in a fluctuating microenvironment. In this study, the effects of several xenobiotics alone or in a mixture were assessed on human cancer cell progression. In the first part, the effects of 2 persistent organic pollutants acting by different signaling pathways, tetrachlorodibenzo-para-dioxin (TCDD) and a-endosulfan, an organochlorine pesticide, were studied alone or in a mixture, on human colonic cancer cells (Caco2) progression. We have shown that TCDD (25 nM) and a-endosulfan (10µM) decrease the oxidative capacity of tumor cells. This effect is more pronounced when cells are exposed to the mixture, suggesting a synergistic effect. These alterations are associated with a drastic decrease in mitochondrial respiration, correlated with a strong reduction in the activity of the mitochondrial respiratory chain complex I. These observations are in part linked to a decrease of NDUFS3 gene expression, one of the subunit of the complex I. We have also found that the dysregulation of tumor cell metabolism was associated with an epithelial-mesenchymal transition (EMT). Our data show that pollutants strengthen the Warburg effect associated with an EMT, which suggests that the pollutants affect the progression of the tumor phenotype. The signaling pathways involved in these observations are under investigation. In the second part, we assessed the effects of resveratrol (RSV), a natural compound present among other in wine, on cancer cell progression. This polyphenol has been widely described for its benefits on cancer and its ability to mimic caloric restriction. We have shown that the RSV, with a close concentration of serum doses measured in humans (10 µM), decreases cell proliferation without modulate cell viability. RSV redirects the energy metabolism of tumor cells by increasing their oxidative capacity, decreasing their glycolytic capacity and reducing the activity of the pentose phosphate pathway. We have identified the complex pyruvate dehydrogenase as a target of the RSV and highlighted that the calcium is involved in the regulation of PDH activity. We have also shown that the RSV induces its metabolic effects in part through CamKKß/AMPK signaling pathway. These results demonstrate that the xenobiotics can modulate tumor phenotype, and tumor metabolism, because of its extreme flexibility, is a major target of these modulations.

Questões ambientais estão no centro das discussões nas últimas décadas. A poluição atmosférica, causada pela expansão pós-revolução industrial fez surgir a necessidade de aprender a descrever, usando modelos matemáticos, esse fenômeno. Com esse conhecimento pode-se propor soluções que mitiguem a poluição e os danos colaterais causados ao ambiente. A dispersão de poluentes modelada por soluções analíticas, a partir das equações de advecção-difusão oferecem um conhecimento sobre cada componente que constrói a equação, característica inexistente em outras abordagens, como a numérica. Entretanto ela era incapaz de descrever propriedades que se referem à turbulência, as estruturas coerentes, causadas por componentes não-lineares suprimidas por construção das equações governantes do modelo. Este trabalho estudou uma forma de recuperar características associadas à turbulência através de uma componente fundamental em estruturas coerentes, a fase. Essa é incluída no modelo que passa a descrever manifestações da turbulência em processos de dispersão através de flutuações de pequena escala na concentração da solução do modelo sesquilinear, que é determinístico-estocástico. No decorrer do trabalho há um estudo através de variações de parâmetros para compreender os efeitos da fase no modelo. Ele também foi aplicado ao experimento de Copenhagen e a dois cenários reais com a intenção de compreender o modelo frente à variáveis micrometeorológicas assim como aprimorá-lo para simular a dispersão de poluentes oriundos de fontes de forma realística. / Environmental issues have been at the center of discussions in the last few decades. Atmospheric pollution, caused by post-industrial revolution, has increased the necessity to describe, using mathematical models, this phenomenon. With this knowledge is possible to propose solutions mitigating the pollution and collateral damages caused in the environment. The pollutant dispersion modeled by analytical solutions, from advection-diffusion equations, offers a knowledge about each component that constructs the equation, a characteristic that does not exist in other approaches, such as numerical. However it was unable to describe properties that refer to turbulence, coherent structures, caused by nonlinear components suppressed by constructing the model governing equations. This work studied a way to recover characteristics associated with turbulence through a fundamental component in coherent structures, the phase. This is included in the model which describes manifestations of turbulence in the dispersion process through the presence of small-scale concentration fluctuations in the sesquilinear model, which is deterministicstochastic. In the course of this work there is a study through variations of parameters to understand the phase effects in the model. It was also applied to Copenhagen experiment and to two real scenarios with the intention of understanding the model regarding micrometeorological variables as well as improving it to simulate the pollutant dispersion from sources in a realistic way.

O presente trabalho propõe um novo modelo para dispersão de poluentes na atmosfera, tal modelo foi idealizado no trabalho de dissertação da autora e continuou-se seu desenvolvimento nesta pesquisa. O modelo é baseado na solução semi-analítica da equação de advecção-difusão para emissão contínua, com resolução através do método de separação de variáveis e da transformada de Fourier. As condições de contorno são tratadas como infinitas reflexões do poluente no solo e no topo da camada limite atmosférica. Adiante, estas reflexões são utilizadas de modo parcial, na tentativa de considerar fenômenos da dispersão que não podem ser explicitados no modelo determinístico, de forma que os contornos podem ser entendidos como estocásticos, ou seja, pode-se interpretar os contornos como uma amostragem de uma distribuição. Além disso, é realizada uma otimização nos contornos parcialmente reflexivos, com o objetivo de desenvolver uma metodologia de otimização e determinar os valores ótimos para a reflexão parcial. Os resultados obtidos foram, primeiramente, comparados com os experimentos de Copenhagen e Hanford. Posteriormente, comparou-se o modelo com dados de concentração coletados em uma fábrica de celulose, a CMPC Celulose Riograndense. Simulou-se, também, a dispersão de poluentes emitidos por uma usina termelétrica no Brasil, que faz parte do programa de pesquisa e desenvolvimento tecnológico do setor de energia elétrica da Agência Nacional de Energia Elétrica (ANEEL). / The present work proposes a new model for pollutant dispersion in the atmosphere, this model was idealized in the dissertation work of the author and continued its development in this research. The model is based on the semi-analytic solution of the advectiondiffusion equation for continuous emission, with resolution through the method of separation of variables and the Fourier transform. The boundary conditions are treated as infinite reflections of the pollutant in the soil and at the top of the atmospheric boundary layer. These reflections are used in a partial way in the attempt to consider phenomena of dispersion that can not be explained in the deterministic model, so that the boundaries can be understood as stochastic, that is, one can interpret the boundaries as a sampling of a distribution. In addition, an optimization is performed in the partially reflective boundaries, with the purpose of developing an optimization methodology and determining the optimal values for the partial reflection. The results obtained were firstly compared with the experiments of Copenhagen and Hanford. Subsequently, the model was compared with concentration data collected at a cellulose production plant. The dispersion of pollutants emitted by a thermoelectric plant in Brazil was also simulated, which is part of the research and technological development program of the electric energy sector of the National Electric Energy Agency (ANEEL).

Devido à necessidade de se conhecer os impactos que as diversas atividades antropogênicas exercem sobre os ecossistemas torna-se relevante o estudo dos organismos aquáticos perante os resíduos tóxicos resultantes, com o objetivo de facilitar a identificação de áreas poluiídas ou contaminadas e estudos de meios atingidos por estes agentes poluentes. Estudo da microalga em contato com o fenol em concentrações conhecidas, compreende a determinação dos efeitos tóxicos e geração de metabólitos, caracterizando uma possível utilização deste microorganismo como bioindicador para contaminações do poluente. Determinou-se as concentrações de fenol capazes de em 24 horas inibirem o crescimento das células de L. polyedrum em 20 e 50% (IC 20 e IC 50) respectivamente 40 &#181;mol.L-1 e 120 &#181;mol.L-1. Identificou-se a necessidade de padronização das variáveis na execução dos ensaios dose-resposta com algas, permitindo construir protocolos que auxiliariam a obtenção de legislações que assegurem os limites de compostos tóxicos aos organismos costeiros. Calculou-se que a microalga L. polyedrum possui uma taxa de biodegradação do fenol por célula na média de aproximadamente (0,02 &#181;mol.h-1.cel-1), capaz de biotransformar 120 &#181;mol.L-1 de fenol em um período de 16 horas. Vias de biotransformação do fenol na microalga L.polyedrum se dão pela conjugação com a glutationa, catalisada por glutationa S-transferase e pela via metabólica de fenol hidroxilase e catecol 2,3-dihidroxigenase. Identificou-se a geração do ácido 2-hidroximucônico semialdeído, 1,2-dihidroxibenzeno (Catecol) e ácido 2-oxo 4-pentenóico como metabólitos resultantes da exposição de L. polyedrum ao fenol. O composto orgânico fenol é capaz de induzir um estado de aumento na atividade antioxidante da microalga L. polyedrum, sendo as enzimas superóxido dismutase e catalase os melhores biomarcadores, por terem sua expressão até três vezes maior no grupo exposto. Determinou-se que a razão GSH/GSSG no grupo tratado com fenol é menor, devido ao aumento de 20 ng.mL-1 de GSSG, expressando o efeito oxidativo no sistema glutationa, que em condições normais possui os níveis de GSSG muito abaixo dos de GSH. A avaliação fotossintética sugeriu que o fenol interferiu relativamente na fotossíntese da microalga em um curto intervalo de tempo, demonstrando a promissora sensibilidade a este poluente presente no ambiente marinho. / Due necessity of knowing and understand the impacts of diverse anthropogenic activities exerted above ecosystems became relevant the study of aquatic organisms exposed to toxic waste, this can facilitate the identification of polluted or contaminated areas. Study of microalgae in contact with phenol at known concentrations, comprehended a determination of the toxic effects and generation metabolites of characterizing the possible use of the organism as a bioindicator to contamination of the pollutant. In this work it was determined in 24 hours those inhibitor phenol concentrations of cell growth of L.polyedrum on 20% and 50% (IC 20 and IC 50) respectively 40 &#181;mol.L-1 and 120 &#181;mol.L-1. Acknowledged need for standardization of variables in the implementation of dose-response tests with algae, allowing you to build protocols that would help to obtain laws that ensure the limits of toxic compounds to coastal organisms. It was assumed that the L. polyedrum microalgae has a biodegradation rate of phenol per cell on average of about (0,02 &#181;mol.h-1.cel-1), capable of biotransformation 120 &#181;mol.L-1 of phenol in a period of 16 hours. Biotransformation pathways of phenol in the microalgae L. polyedrum occur by conjugation with glutathione, catalyzed by glutathione S-transferase and the metabolic pathway of phenol hydroxylase and catechol 2,3-dihydroxygenase. We identified 2- hydroxy muconic semialdehyde acid, 1,2-dihydroxybenzene (catechol) and 2-oxo-4-pentenoic acid as metabolites resulting from exposure to phenol. The phenol is able to induce a high active antioxidant enzymes on L. polyhedron, and the enzymes superoxide dismutase and catalase the best biomarkers since were induced three times more in the exposed group. It was determined that the GSH / GSSG ratio in the group treated with phenol, GSSG has an increase of 20 ng.mL-1. Evaluation suggested that the phenol interfered on photosynthesis of microalgae in a short time, showing promising sensitivity to this pollutant in the marine environment.

O objetivo deste trabalho é propor metodologias que permitam estimar e avaliar a dimensão dos impactos no meio ambiente de baías com porto, tendo com área referencial a baía de Paracas no Peru. Nos últimos 40 anos, a baía de Paracas tem sido submetida a uma imensa pressão ambiental em função das descargas das diversas atividades antrópicas desenvolvidas na região e que colocam em risco o ecossistema da única reserva ecológica costeira da costa leste do Pacifico Sul. A degradação nessa baía tem-se visto intensificada pela explosão demográfica, necessidade de crescimento econômico regional e carência de metodologias de desenvolvimento sustentável. É precisamente esta lacuna que motivou o desenvolvimento desta pesquisa, a qual adotou os princípios estabelecidos na norma ISO-14001:2004, e tem como intuito servir de subsidio aos gestores políticos para a implementação de políticas econômicas, sociais e ambientalmente corretas. A pesquisa iniciou-se fazendo uma abordagem panorâmica da política ambiental, focalizando sua aplicação na América Latina e, especificamente, no Peru. Primeiramente foi realizada uma pesquisa exploratória buscando informações técnicas, ambientais e jurídicas utilizadas pelos órgãos intervenientes na gestão ambiental. Seguindo a lógica da norma ISO-14001 foi realizado o diagnóstico ambiental da área de influência da baía, fazendo uso de dados georeferenciados obtidos pelo programa Google Earth; nesta foram identificadas as principais atividades que despejam seus efluentes na baía e identificados os principais aspectos e impactos ambientais, os quais foram caracterizados segundo a nomenclatura do CONAMA, e propostas medidas mitigadoras junto à legislação peruana aplicável. Ainda o trabalho foi complementado com um estudo sobre a circulação dos poluentes na baía, implementado através de modelagem numérica aplicada na equação advecção-dispersão (lei de Fick) e simulados no software Matlab. Finalmente, com base dos dados obtidos em campo, foi feita a caracterização da qualidade da água na baía segundo os parâmetros estabelecidos pelo IQA da National Sanitation Foundation. De acordo com os resultados, conclui-se que a baía está sendo muito prejudicada pelos despejos sólidos, líquidos e gasosos; os níveis obtidos ultrapassam os limites permissíveis da Lei Geral das Águas para cada área estudada; o elevado nível e contaminação na baía tem relação direta com as doenças na região (doenças respiratórias e gastrointestinais); a característica física da baía tem influência direta na recuperação desta, e seu processo de autodepuração está comprometido. Diante disso, como contribuição, este trabalho preocupou-se em propor alguns planos e programas que visem o desenvolvimento sustentável das atividades antrópicas e respeito ao meio ambiente. / The aim of this work is to propose methodologies that allow us to estimate and evaluate the dimension of the impacts on the environment of bays with harbour, having Paracas Bay in Peru as an area of reference. Over the last forty years, Paracas Bay has been submitted to a huge environmental pressure as a result of discharges from numerous human activities developed in the region, which threatens the ecosystem of the only ecological reservation on the east coast of the South Pacific Ocean. The environmental degradation on this bay has been intensified by the demographic explosion, the necessity of a regional economic growth and the deficiency of methodologies of sustainable development. This gap is precisely what motivated the development of this research which adopted the principles established by the ISO- 14001:2004 standard and it is aimed at aiding political managers for the implementation of correct environmental, social and economic policies. The research started with a panoramic approach of the environmental policy focusing on its application in Latin America, specifically in Peru. Firstly, an exploratory research was conducted, looking for judicial, environmental and technical information used by the intervening agencies in the environmental management. Following the reasoning of the ISO-14001 standard, an environmental examination of the bay\'s catchment area was carried out, making use of georeferencing data obtained by Google Earth. The main activities that pour their effluents on the bay were identified in this area, as well as the major aspects and environmental impacts which were characterised according to CONAMA standard, and mitigating measures were proposed by the applicable Peruvian legislation. This work was also supported by the examination of the flux of pollutants on the bay, enhanced through the numerical modelling applied in the advection-dispersion equation (Fick\'s Law) and simulated by the MATLAB software. Finally, the water quality\'s characterisation was based on the data obtained in the field, in conformity with the parameters established by the National Sanitation Foundation Water Quality Index (NSFWQI). According to the results, we can draw the conclusion that the bay is being heavily damaged by discharges of gas, liquid and solid materials. The level of contaminants exceed the permissible limits of the \" General Water Law\" for each analysed area. The high level of contamination of this bay is directly related with some local diseases (gastrointestinal and respiratory diseases). The bay\'s geographic feature has a direct influence on its recovery, although the self-depuration process of the water body is highly compromised. In view of that, as a contribution, this work was devoted to proposing some plans and programmes which aim at the sustainable development of human activities and the respect for the environment.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanessa Leifeld.pdf: 1617841 bytes, checksum: eaae3b7aef3fac2ed270a2b426e2b844 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Whey is the precipitation (acid or enzymatic) remaining liquid by removal of casein and milk fat during cheese making, considered a byproduct of dairy products, due to its composition of lactose, protein and fat. From 100 kg of milk used as original material for cheeses, are generated 80-90 kg of whey. Conventional wastewater treatments are not sufficient to reduce their pollution potential, and is relevant research of alternative methods to reduce the organic load of waste. Therefore, this study consisted by application of techniques of protein precipitation aiming to reduce the contaminating potential of whey. At first, different types of cheese whey were analyzed for pH, titratable acidity, total solids, moisture, ash, density, relative viscosity, fat and lactose. Colonial Fresh, Reblochon, Plate and Minas Frescal cheese whey were evaluated, compared with literature data and it was observed that samples did not differ from reported values for these parameters. Environmental assessments were also performed on samples in terms of COD, BOD, total nitrogen, total phosphorus and toxic metal species (Cd and Pb). COD, BOD, nitrogen and Pb were much higher when compared with other milk serum, confirming that variation in the quality of the raw material (milk) and type of cheese produced interfere with the pollution potential of waste. Whey showed to be a complex sample; when assessing their protein content, several of its components have led to interference in traditional dosing methods such as Biuret, Bradford and Lowry. Knowing the average protein concentration of samples, we opted for whey sample from Reblochon cheese pasteurized (higher protein, about 4 mg mL-1) for test protein separation by coacervation with CMC, ATPS system (PEG + (NH4)2SO4), acetone precipitation (9:1), 10% TCA and ammonium sulphate (saturation 10, 15, 20 and 30%). The efficiency of precipitation was monitored in terms of concentration and/or separation of proteins, decreased pollution potential (estimated by COD) and its effect on lactose. There was a proportional relationship of COD and lactose only for treatments with CMC and PEG. Precipitation with acetone and TCA were not good treatments because they showed denaturing effect on whey proteins, provinding no operational or economic advantages when it assumes large-scale application. Treatment with CMC and (NH4)2SO4 achieved better results, both in the ability to selectively precipitate whey protein fractions such as the COD decreased of effluent. Therefore, coacervation and precipitation by saturation with (NH4)2SO4 applies to processing of whey when there is an interest in enhancing the residue (by reusing obtained protein fractions), with concomitant reduction potential contaminant. / Soro de leite é o líquido remanescente da precipitação (ácida ou enzimática), remoção da caseína e gordura do leite durante a fabricação de queijos, considerado um subproduto dos laticínios, devido sua composição em lactose, proteínas e gordura. Estima-se que de 100 kg de leite originais utilizados como matéria-prima para os queijos, são gerados 80-90 kg de soro. Tratamentos convencionais de efluentes não são suficientes para diminuir seu potencial poluidor, sendo pertinente a investigação de métodos alternativos para redução da carga orgânica do rejeito. Portanto, este trabalho consistiu da aplicação de técnicas de precipitação de proteínas visando a diminuição do potencial contaminante do soro de leite. Inicialmente, diferentes tipos de soro de queijo foram caracterizados quanto a pH, acidez titulável, sólidos totais, umidade, cinzas, densidade, viscosidade relativa, gordura e lactose. Soros de queijo Colonial Fresco, Reblochon, Prato e Minas Frescal foram avaliados e, comparando-se com dados da literatura, observou-se que as amostras não diferiram dos valores relatados para estes parâmetros. Avaliações ambientais também foram realizadas nas amostras, em termos de DQO, DBO, nitrogênio total, fósforo total e espécies metálicas tóxicas (Pb e Cd). DQO, DBO, nitrogênio e Pb foram muito superiores quando comparados com outros soros de leite, corroborando que a variação da qualidade da matéria prima (o leite) e o tipo de queijo produzido interferem no potencial poluente do rejeito. O soro de leite demonstrou ser uma amostra complexa pois, ao avaliar-se seu teor de proteínas, vários dos seus componentes levaram a interferência em métodos tradicionais de dosagem, como Biureto, Lowry e Bradford. Conhecendo-se a concentração média de proteínas das amostras, optou-se pela amostra de soro de queijo Reblochon pasteurizado (maior teor proteico, cerca de 4 mg mL-1) para realização de ensaios de separação de proteínas por coacervação com CMC, sistema ATPS (PEG + (NH4)2SO4), precipitação com acetona (9:1), TCA 10% e sulfato de amônio (saturações de 10, 15, 20 e 30%). Acompanhou-se a eficiência das precipitações em termos de concentração e/ou separação das proteínas, diminuição do potencial poluente (estimada pela DQO) e seu efeito sobre a lactose. Houve relação de proporcionalidade de DQO e lactose apenas para os tratamentos com CMC e PEG. Precipitações com acetona e TCA não foram bons tratamentos, pois apresentaram efeito desnaturante sobre as proteínas do soro, não oferecendo vantagens operacionais ou econômicas quando se supõe aplicação em larga escala. Os tratamentos com CMC e (NH4)2SO4 atingiram os melhores resultados, tanto na capacidade de seletivamente precipitar as diferentes frações proteicas do soro, como diminuíram a DQO do efluente. Portanto, a coacervação e a precipitação por saturação com (NH4)2SO4 são aplicáveis ao tratamento do soro de leite quando há interesse em valorizar o resíduo (pela reutilização das frações proteicas obtidas), com a redução concomitante do potencial contaminante.