Exploitative and profit-oriented business operations are unsustainably depleting the world’s resources and extensively harm the environment. Linear production systems within the manufacturing industry are partly held responsible for this ongoing issue as materials and waste are not getting reused but dumped. An alternative to the traditional linear system that increasingly gets attention in the scientific literature is a Circular Production System within the Circular Economy framework, where waste is treated as resources and streamlined back into the production system to create closed resource loops. However, most manufacturing companies nowadays follow linear production systems and have implemented the Lean philosophy to maximize output and profits, leaving environmental aspects rather behind. This context needs to be considered, when thinking of implementing circular measures within a company. Therefore, this study focused on elaborating potentials, enablers and barriers of a Circular Production System in a Lean context. A case study has been conducted within the Swedish commercial vehicle company Scania, located in Södertälje, to gather empirical data about current lean and already ongoing circular practices in a real-life environment, and on future potential of extending circular measures. Internal benchmark studies, including observational studies and semi-structured interviews have been conducted along Scania’s industrial value chain. External benchmark studies contributed to obtain data about already ongoing CPS initiatives within the manufacturing industry. Following the empirical findings, this study suggests that potentials, enablers and barriers are categorized into system, process and product level, which are interdependent and interrelated. The research revealed that due to the many influences from departments along the value chain on the production, the system as a whole needs to be investigated. This study suggests the 4R framework (reduce, reuse, remanufacture, recycle) for implementing a cascaded use of materials. Implementing a new business model giving the product ownership back to companies would facilitate circular flows in the first place. Such a new business strategy can be supported by following more advanced design strategies, that extend the product life and maintain its performance. Lean, however, was found to bear conflict issues, but is considered still useful to some extent to reduce material inputs through more efficient processes.

Les prairies représentent 45% de la surface agricole en France et 40% en Europe, ce qui montre qu’il s’agit d’un secteur important particulièrement dans un contexte de changement climatique où les prairies contribuent d’un côté aux émissions de gaz à effet de serre et en sont impactées de l’autre côté. L’enjeu de cette thèse a été de contribuer à l’évaluation des incertitudes dans les sorties de modèles de simulation de prairies (et utilisés dans les études d’impact aux changements climatiques) dépendant du paramétrage du modèle. Nous avons fait appel aux méthodes de la statistique Bayésienne, basées sur le théorème de Bayes, afin de calibrer les paramètres d’un modèle référent et améliorer ainsi ses résultats en réduisant l’incertitude liée à ses paramètres et, par conséquent, à ses sorties. Notre démarche s’est basée essentiellement sur l’utilisation du modèle d’écosystème prairial PaSim, déjà utilisé dans plusieurs projets européens pour simuler l’impact des changements climatiques sur les prairies. L’originalité de notre travail de thèse a été d’adapter la méthode Bayésienne à un modèle d’écosystème complexe comme PaSim (appliqué dans un contexte de climat altéré et à l’échelle du territoire européen) et de montrer ses avantages potentiels dans la réduction d’incertitudes et l’amélioration des résultats, en combinant notamment méthodes statistiques (technique Bayésienne et analyse de sensibilité avec la méthode de Morris) et outils informatiques (couplage code R-PaSim et utilisation d’un cluster de calcul). Cela nous a conduit à produire d’abord un nouveau paramétrage pour des sites prairiaux soumis à des conditions de sécheresse, et ensuite à un paramétrage commun pour les prairies européennes. Nous avons également fourni un outil informatique de calibration générique pouvant être réutilisé avec d’autres modèles et sur d’autres sites. Enfin, nous avons évalué la performance du modèle calibré par le biais de la technique Bayésienne sur des sites de validation, et dont les résultats ont confirmé l’efficacité de cette technique pour la réduction d’incertitude et l’amélioration de la fiabilité des sorties. / Grasslands cover 45% of the agricultural area in France and 40% in Europe. Grassland ecosystems have a central role in the climate change context, not only because they are impacted by climate changes but also because grasslands contribute to greenhouse gas emissions. The aim of this thesis was to contribute to the assessment of uncertainties in the outputs of grassland simulation models, which are used in impact studies, with focus on model parameterization. In particular, we used the Bayesian statistical method, based on Bayes’ theorem, to calibrate the parameters of a reference model, and thus improve performance by reducing the uncertainty in the parameters and, consequently, in the outputs provided by models. Our approach is essentially based on the use of the grassland ecosystem model PaSim (Pasture Simulation model) already applied in a variety of international projects to simulate the impact of climate changes on grassland systems. The originality of this thesis was to adapt the Bayesian method to a complex ecosystem model such as PaSim (applied in the context of altered climate and across the European territory) and show its potential benefits in reducing uncertainty and improving the quality of model outputs. This was obtained by combining statistical methods (Bayesian techniques and sensitivity analysis with the method of Morris) and computing tools (R code -PaSim coupling and use of cluster computing resources). We have first produced a new parameterization for grassland sites under drought conditions, and then a common parameterization for European grasslands. We have also provided a generic software tool for calibration for reuse with other models and sites. Finally, we have evaluated the performance of the calibrated model through the Bayesian technique against data from validation sites. The results have confirmed the efficiency of this technique for reducing uncertainty and improving the reliability of simulation outputs.

Durante a produção do aço a partir da fusão de sucatas em fornos elétricos a arco é gerado entre 10 e 20 kg de resíduos por cada tonelada de aço fundido constituídos por fumos e poeiras contendo óxidos principalmente de ferro, zinco, cálcio e chumbo, tornando-os altamente perigosos e tóxicos. Na procura de uma solução para mitigar problemas de descarte desses resíduos, propõe-se a aglomeração da poeira de aciaria elétrica (PAE) na forma de pelotas auto-redutoras. Essas últimas, são tratadas termicamente pelo processo Waelz o qual consiste em um forno rotativo, alimentado pelas pelotas, e que recupera o zinco por meio de reações metalúrgicas de redução e oxidação. No presente trabalho avaliou-se o comportamento cinético e mecânico bem como as mudanças microestruturais, através do planejamento fatorial fracionário de experimentos tipo 3III(4-2), variando aglomerante, redutor, temperatura e basicidade binária. As técnicas empregadas para caracterização foram: MEV, EDS, DRX, FRX, DTA-TG, análise C-N-H e análise granulométrica a laser. A PAE estudada apresenta 37, 50 % de ferro na forma de hematita e 19, 40 % de zinco na forma de zincita. A maior parte das partículas apresentaram uma morfologia esférica com tamanho aproximado de 1 ?m. Através do método de tempo reduzido foram testados os modelos: (i) modelo de reação química de interface-simetria esférica, (ii) modelo exponencial de reação contínua e (ii) modelo do núcleo não reagido; resultando em um comportamento cinético com a combinação dos dois primeiros modelos. Entre 800 e 950 °C, foi detectada a formação de agulhas de óxido de zinco com impurezas de cloretos e chumbo. Os estudos do comportamento mecânico, após os tratamentos térmicos, apontaram para todas as temperaturas, um melhor comportamento no caso das pelotas aglomeradas com xarope de glicose e Ca(OH)2. / Steel production from scrap melting in electric arc furnaces, generates about 10 to 20 kg of waste per metric ton of molten steel, which are composed by fumes and dust containing mainly oxides of iron, zinc, calcium and lead. Thus, these residues are highly dangerous and toxic. To find ecofriendly solutions and mitigate problems of the solid waste, it was proposed to agglomerate electric steel dust (PAE) in the form of self-reducing pellets. The latter are thermally treated by the Waelz process, which consists of a rotary kiln fed by the pellets, recovering the zinc by means of reduction and oxidation metallurgical reactions. In this study, kinetic and mechanical behavior, as well as microstructural changes, were evaluated by fractional factorial design of type 3III experiments (4-2), varying: binder, reducer, temperature and binary basicity. Chemical and microstructural characterization were performed using: Scanning electron microscopy (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS), X-ray diffraction XRD, X-ray fluorescence spectrometry (FRX), differential thermal analysis/thermogravimetric (DTA/TG), elemental analysis C-N-H and laser granulometric analysis. The PAE studied presented 37. 50 % of iron in the form of hematite and 19. 40 % of zinc in the form of zincite. Most of the particles showed a spherical morphology of ~1 ?m in size. Using the time-reduced method, the following models were tested: (i) spherical interface-symmetry reaction model; (ii) exponential continuous reaction model; and (ii) unreacted core model. The results obtained showed a kinetic behavior with the combination of the first two models. At 800 and 950 °C the formation of zinc oxide needles was observed, in which was detected chloride and lead impurities. Mechanical behavior studies after the heat treatments showed that the pellets agglomerated with glucose syrup and Ca(OH)2 presented the best behavior at all temperatures.

Nesse trabalho avaliaram-se quatro hipóteses sobre a remoção do alquilbenzeno linear sulfonado (LAS) em reator EGSB (expanded granular sludge bed) alimentado ora com água residuária de lavanderia comercial, ora como meio sintético acrescido de LAS Padrão, com e sem suplementação de Fe(III) afluente. Para tanto, em todas as hipóteses utilizou-se reator EGSB (1,4 L) com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 36h, condição mesofílica (30ºC) e carga de LAS específica aplicada (CLEA) variando de 1,0 - 2,7 mgLAS.gSTV-1.d-1. DGGE e sequenciamento massivo do gene rRNA 16S (Plataforma 454-Pirosequenciamento e Ion Torrent) foram utilizados para caracterização microbiana. Em relação à Hipótese A avaliou-se o efeito da adaptação prévia da biomassa na remoção do LAS em água residuária. Para tanto, o EGSB-BA (biomassa adaptada) teve uma etapa prévia com LAS padrão e meio sintético (Etapa I), seguida da Etapa II com água residuária; e o EGSB-BNA (biomassa não adaptada) teve etapa única e alimentação diretamente com água residuária. Para a Hipótese B avaliou-se o efeito da suplementação com meio sintético na remoção de LAS em água residuária. Para tanto, o EGSB-Ag.Lav foi alimentado apenas com água residuária e bicarbonato de sódio e duas CLE (Etapa II - 1,0 e Etapa III - 2,7 mg LAS.gSTV-1.d-1). Em relação às Hipóteses C e D, avaliou-se o efeito da suplementação de Fe(III) na remoção de LAS Padrão em meio sintético e LAS em água residuária, respectivamente. A Hipótese A foi refutada uma vez que as remoções de LAS em EGSB-BA-Etapa II (76%) e EGSB-BNA-Etapa I (78%) foram similares (ambas com água residuária). A remoção de LAS foi maior quando foi adicionada água residuária (EGSB-BA-Etapa II-76%) do que com LAS Padrão (EGSB-BA-Etapa I-63%). A Hipótese B foi aceita, uma vez que a alimentação do EGSB apenas com água residuária de lavanderia (CLE 1,0 mg LAS.gSTV-1.d-1) mais bicarbonato de sódio resultou em remoções do surfactante de 93%, ou seja, 15-17% maior que nos reatores suplementados com meio sintético (EGSB-BA Etapa II e EGSB-BNA Etapa I). Na Etapa III verificou-se diminuição da remoção em 30%. A Hipótese C foi aceita uma vez que se notou 20% de aumento na remoção de LAS quando comparado com reator não suplementado com Fe(III) (EGSB-Fe - 84,3% e EGSB-BA Etapa I - 63,5%). A Hipótese D foi refutada, uma vez que embora tenha sido obtida alta remoção de LAS (91,2%), esta não foi acompanhada pela redução férrica. Por meio do DGGE (domínio Bactéria) notou-se estratificação microbiana ao longo do reator na Etapa III (Hipótese B), provavelmente, em função do tamanho do grânulo que variou ao longo do reator. Por meio do sequenciamento massivo identificou-se bactérias semelhantes à Geobacter na amostra proveniente do reator EGSBFe da Hipótese C (17% da abundância relativa), portanto, as condições impostas favoreceram esse gênero. Fato este não observado para o reator EGSB-Fe-Ag.Lav. da Hipótese D. A comparação da análise filogenética das bactérias para os diferentes reatores permitiu identificar gêneros em comum relacionados com a degradação de LAS, a saber: Desulfobulbus, Geobacter, Syntrophorhabdus, Sporomusa, Comamonas, Holophaga, Mycobacterium, Pseudomonas, Stenotrophomonas e Synergistes. / This study evaluated four hypotheses about the removal of linear alkylbenzene sulfonate (LAS) in EGSB reactor (expanded granular sludge bed) fed sometimes with commercial laundry wastewater, sometimes with synthetic medium more Standard LAS, with and without Fe(III) influent supplementation. Therefore, in all hypotheses were used an EGSB reactor (1.4 L) with a hydraulic retention time (HRT) of 36 h, mesophilic condition (30°C) and load specific LAS (CLE) ranging from 1,0 to 2,7 mgLAS.gSTV-1.d-1. DGGE and massive sequencing of 16S rRNA gene (454-pyrosequencing and Ion Torrent platform) were used for microbial characterization. Regarding the Hypothesis A, it was evaluated the effect of biomass pre-adaptation for removal of LAS in wastewater. Then, the EGSBBA (adapted biomass) had a previous step with standard LAS and synthetic medium (Phase I), followed by Stage II with wastewater; and EGSB-BNA (not adapted biomass) had single step and feeding directly with wastewater. Regarding the Hypothesis B, it was evaluated the effect of synthetic medium supplementation in the removal of LAS in wastewater. Then, the EGSB-Ag.Lav was fed only with wastewater and sodium bicarbonate with two CLE (Stage II - 1,0 e Stage III - 2,7 mg LAS.gSTV-1.d-1). Regarding the Hypothesis C and D, it was evaluated the effect of Fe(III) supplementation in the removal of standard LAS and LAS in wastewater, respectively. The Hypothesis A was refuted since the LAS removal in EGSB-BA-Stage II (76%) and EGSB-BNA-Step I (78%) were similar (both with wastewater). The LAS removal was highest when wastewater was added (EGSB-BA-Stage-II 76%) than with standard LAS (EGSB-BAStage- I 63%). The Hypothesis B was accepted, since the feed of the EGSB only with wastewater from laundry (CLE 1,0 mg LAS.gSTV-1.d-1) more sodium bicarbonate resulted in removal of 93% of surfactant, in other words, 15-17% higher than in the reactors supplemented with synthetic medium (EGSB-BA Stage II e EGSB-BNA Stage I). In the Stage III, there was a decrease by 30% of LAS removal. The Hypothesis C was accepted, since there was an increase of 20% in the removal of LAS as compared to unsupplemented reactor with Fe (III) (EGSB-Fe - 84,3% e EGSB-BA Stage I - 63,5%). The Hypothesis D was refuted since although high LAS removal was obtained (91,2%), this was not accompanied by ferric reduction. By means of DGGE (Bacteria domain) was noted a microbial stratification along the reactor in the Stage III (Hypothesis B), probably in function of granule size along the reactor. By means of massive sequencing were identified bacteria similar to Geobacter in the sample from the reactor EGSB-Fe Hypothesis C (relative abundance 17%), therefore, the conditions favored this genre. This fact was not observed in the reactor EGSB-Fe-Ag.Lav. hypothesis D. A comparison of phylogenetic analysis of bacteria for different reactors allowed to identify common genera related to LAS degradation, namely: Desulfobulbus, Geobacter, Syntrophorhabdus, Sporomusa, Comamonas, Holophaga, Mycobacterium, Pseudomonas, Stenotrophomonas and Synergistes.

This study aims to describe the faunal composition and community structure of the world\'s deepest whale fall and the first found in the South Atlantic Ocean. This discovery adds very important data on the poorly known whale-fall biogeography and provides new insights on the ecological role of the \"bone-eating\" worm Osedax (Polychaeta: Siboglinidae) on associated biota. The whale fall was serendipitously found in April 24th, 2013 at the base of São Paulo Ridge at 4204 m depth in the SW Atlantic Ocean using the HOV Shinkai 6500 during the Brazil-Japan joint Iatá-Piúna Oceanographic Expedition on board RV Yokosuka (Japan Agency for Marine-Earth Science and Technology, JAMSTEC). Detailed video surveys of the carcass were made using high-definition video cameras. Vertebrae, surrounding sediments and fauna were also collected using the submersible manipulators and a slurp gun. The partial skeleton belonged to an Antarctic Minke whale, Balaenoptera bonaerensis, and was composed of nine caudal vertebrae, whose degradation state suggests it was on the bottom for at least 5 years. Most of the 41 invertebrate species found are new to science, with ca. 12% of the genera shared with NE Pacific whale falls, vent and seep ecosystems. This similarity strongly supports the hypothesis that whale falls act as \"stepping-stones\" for the dispersion of chemosynthetic fauna and that some whale-fall specialists are widespread worldwide at genus level. Detailed investigation of inner bone assemblages indicates that Osedax degradation deeply affects their diversity and structure. Bones colonized by Osedax support distinct, significantly more diverse and abundant assemblages. This renders Osedax the status of ecosystem engineer, creating new microhabitats and enhancing biodiversity in deep-sea whale-fall communities. / O presente estudo descreve a composição faunística e a estrutura da comunidade de carcaça de baleia mais profunda do mundo e a primeira a ser encontrada no Oceano Atlântico Sul. A descoberta adiciona dados importantes à quase desconhecida biogeografia destas comunidades, assim como aumenta o conhecimento sobre o papel ecológico dos vermes-zumbis do gênero Osedax (Polychaeta: Siboglinidae), especialistas no consumo e degradação de ossos. A carcaça foi fortuitamente descoberta em 24 de Abril de 2013, na base da Dorsal de São Paulo a 4204 m de profundidade (Atlântico Sudoeste), utilizando-se o submersível de pesquisa tripulado Shinkai 6500 (Agência Japonesa para o Estudo das Ciências do Mar e da Terra e Tecnologia, JAMSTEC na sigla em inglês). Os mergulhos fizeram parte da Expedição Oceanográfica Iatá-Piúna, fruto de um acordo bilateral de cooperação científica em Ciências do Mar entre Brasil e Japão. Durante dois mergulhos foram feitos vídeos detalhados da carcaça através de uma câmera de alta definição. Também foram coletadas vértebras, sedimentos e fauna por meio dos braços manipuladores e de um sugador. O esqueleto parcial pertencia a uma baleia Minke Antártica, Balaenoptera bonaerensis, e era composto por nove vértebras, cujo estado de degradação sugere que a baleia estava no assoalho marinho por pelo menos 5 anos. A maioria das 41 espécies de invertebrados encontradas são novas para a ciência e cerca de 12% dos gêneros são compartilhados com ambientes redutores do Pacífico Nordeste, como carcaças, fontes hidrotermais e exsudações frias. Tal semelhança corrobora fortemente a hipótese de que carcaças de baleia atuam como \"pedras de dispersão\" para a fauna de ambientes quimiossintetizantes e que alguns organismos especialistas de carcaças de baleia possuem distribuição mundial em nível genérico. A investigação detalhada da endofauna dos ossos indicou que a degradação promovida por Osedax afeta profundamente sua diversidade e estrutura. Ossos colonizados por Osedax sustentam assembleias de organismos significativamente mais diversas e abundantes. Isso faz com que Osedax seja considerado um engenheiro ecossistêmico, pois cria novos microhábitats promovendo o aumento da biodiversidade em comunidades de carcaças de baleia no mar profundo.

O ferro é um importante elemento em reações catalíticas no meio ambiente, pois possui a capacidade de ser reduzido ou oxidado. Duas espécies de ferro solúvel podem estar presentes em amostras ambientais, o Fe (II) e o Fe (III). Métodos analíticos capazes de diferenciar e quantificar estas duas espécies de ferro são muito importantes para a compreensão dos processos metabólicos dos diversos microrganismos, e também para entender a atuação destes microrganismos na remobilização do coagulante utilizado em estações de tratamento de esgotos (ETEs), nas quais é possível utilizar como coagulante o FeCl3. Porém não há trabalhos publicados que recuperam o ferro coagulado utilizando bactérias redutoras de ferro. Os objetivos deste trabalho são: 1) avaliar o método colorimétrico de fenantrolina para quantificação de Fe (II) e os principais interferentes nessas análises; e 2) avaliar o potencial do Fe (II) gerado via metabolismo das bactérias redutoras de ferro como coagulante de matéria orgânica e inorgânica de águas residuárias. Os resultados para o método colorimétrico de fenantrolina são confiáveis somente para leituras de amostras que contenham Fe (II), mas não diferencia e quantifica corretamente espécies de Fe (III) em todos os valores de pH. A separação das diferentes espécies de ferro foi feita utilizando membrana de acetato de celulose com porosidade de 0,2 m e ajustando o valor do pH para valores entre 4 e 5. Para obtenção das concentrações de Fe (II) e Fe (III), é necessário realizar a leitura em amostras filtradas e não filtradas, pois o Fe (II) passa pela membrana e o Fe (III) fica retido. Desta forma, é possível realizar a distinção das espécies de ferro, e em seguida realizar a quantificação com testes colorimétricos, seja em campo ou em laboratório. A diferenciação das espécies de ferro se mostrou importante para quantificar corretamente o Fe (III) e o Fe (II) durante o tratamento de águas residuárias utilizando Fe (III) como coagulante na forma de FeCl3. Na comparação com a recuperação ácida, a biológica se mostrou mais eficiente por não apresentar metais pesados remobilizados na fração líquida, recuperando 58% do ferro quando adicionado o glicerol como fonte de carbono. Durante a remobilização do ferro houve a produção do metano, gás de interesse econômico. A escolha do coagulante e da concentração foi determinada pela remoção da turbidez, sendo o melhor coagulante para água residuária do CRUSP o FeCl3 na concentração de 60 mg/ L de Fe, pois removeu 99% da turbidez, 98% do fosfato, 85% dos carboidratos e 100% de proteínas presentes na água residuária. Aplicando-se o coagulante remobilizado (400 mg/L), foi possível remover 85% da turbidez. O ferro recuperado servirá novamente como coagulante, favorecendo a redução dos custos com o tratamento de água residuária. / Iron is an important element in catalytical action in the environment as it has an ability to be filtered or oxidized. Soluble iron species may be present in environmental samples, Fe (II) and Fe (III). Analytical methods capable of differentiating and quantifying these two iron species are very important for the remobilization of coagulation in sewage treatment plants (ETEs), in which FeCl3 can be used as a coagulant. It is not a job that recovers coagulated iron with iron reducing units. The objectives of this work are: 1) to evaluate the colorimetric method of phenanthroline for quantification of Fe (II) and the main interferents in these analyzes; and 2) to evaluate the potential of Fe (II) through the metabolism of iron-reducing bacteria as a coagulant of organic and inorganic wastewater. The results for the colorimetric method of phenanthroline are only for the readings of samples containing Fe (II), but do not differentiate and quantify the Fe (III) species at all pH values. The separation of the fish fiber species was left to the cellulose acetate test with the porosity of 0.2 m and adjusting the pH value to values between 4 and 5. For the concentration of Fe (II) and Fe (III), it is necessary to read in filtered and unfiltered samples, as Fe (II) passes through the membrane and Fe (III) is retained. In this way, it is possible to perform an analysis of the iron species, and then perform quantification with colorimetric tests, either in the field or in the laboratory. Differentiation of iron species has become important in correctly quantifying Fe (III) and Fe (II) during wastewater treatment using Fe (III) as a coagulant in the form of FeCl3. In comparison with an acid replica, a biological recovery is done through large amounts of remobilized in the liquid fraction, recovering 58% of the iron when the glycerol as carbon source. During the remobilization of the iron there was a production of methane, gas of economic interest. The choice of the coagulant and the capacity was determined by the removal of the turbidity, being the best coagulant for the residual water of the CRUSP the FeCl3 in the concentration of 60 mg/L of Fe, since it removed 99% of the turbidity, 98% of the phosphate, 85% of carbohydrates and 100% of proteins present in the wastewater. Applying the remobilized coagulant (400 mg/L), it was 85% turbidity remover. The recovered iron will again serve as a coagulant, favoring the reduction of costs with the treatment of wastewater.

Neste trabalho foi desenvolvido um sistema analítico tendo como elemento central uma câmara flow-batch com aquecimento direto e fotômetro acoplado, empregado para determinação de açúcares redutores em vinhos e de manganês em amostras vegetais. A instrumentação foi implementada utilizando o conceito flow-batch e o processo de multicomutação em fluxo. A proposta da câmara com aquecimento direto foi concebida para viabilizar procedimentos analíticos baseados em reações lentas. Adicionalmente, foi realizada a instalação do sistema de detecção fotométrica no próprio corpo da câmara, eliminando a necessidade de resfriamento e transporte da solução para outro componente para monitoramento. Esta estratégia possibilitou a redução das dimensões do sistema e o incremento na frequência de amostragem. O controle do sistema é realizado usando aplicativo desenvolvido na linguagem Visual Basic®, o qual aciona seus componentes e realiza a leitura do sinal analítico através de uma interface. Para propulsão dos fluidos é utilizada uma bomba peristáltica multicanal, ambos dispositivos foram desenvolvidos dentro do presente trabalho. Para a determinação de açúcares redutores em vinho, o método analítico adotado utiliza como reagente cromogênico o hexacianoferrato (III) de potássio em meio alcalino sob aquecimento (50 oC) e leitura em 420 nm. O sistema apresentou uma faixa de resposta linear entre 0,75 e 6% (m/v) frutose (R2= 0,999), limite de detecção de 0,14% (m/v; n = 11), desvio padrão relativo menor que 4%, e frequência analítica de 75 determinações por hora. O procedimento para a determinação de manganês foi baseado na reação de oxidação à permanganato, utilizando como agente oxidante periodato de sódio em meio ácido, aquecimento a 55 oC, e leitura em 530 nm. Após estabelecer as variáveis de controle, o sistema apresentou faixa de resposta linear entre 5 e 30 mg.L-1(R² = 0,997), limite de detecção de 2 mgL-1 (n = 11) Mn2+, desvio padrão relativo de 5%, e frequência analítica de 40 determinações por hora. A exatidão dos resultados foi avaliada aplicando o teste t-Student, onde foram comparados os resultados obtidos com os procedimentos propostos com aqueles obtidos com métodos de referência, e não foram observadas diferenças significativas ao nível de confiança de 95 % / In this work was developed an analytical system, employing a flow-batch chamber with direct heating coupled to a LED based photometer, which was tailored for the determination of reducing sugars in wine and manganese in plant samples. The instrumentation was implemented using the flow-batch concept and multicommutation flow analysis process. The proposed camera with direct heating was designed to enable analytical procedures based on slow reactions. The photometer coupling to the flow-batch chamber body, eliminated the need for a cooling step and as well as solution transportation for another component, where signal would be monitored. This strategy allowed the reduction of the system dimensions, and enabling an increase in sampling frequency. The system control was performed using software developed in Visual Basic ® language, which drove the actives components of the system. For fluid propulsion was used a multichannel peristaltic pump, which was also developed in the present work. For the determination of reducing sugars in wine, the analytical procedure was based on the reaction of potassium hexacyanoferrate (III) in an alkaline medium under heating at 50 ° C, which was monitored at 420 nm. The procedure provided a linear response ranging from 0.75 to 6.00 % (w / v) fructose (R2 = 0.999), a 0.14% limit of detection (w/v, n = 11), a relative standard deviation less than 4.0 %, and an analytical frequency of 75 determination per hour. The procedure for the determination of manganese was based on the permanganate oxidation reaction in acid medium, using sodium periodate solution as an oxidizing reagent. The flow-batch was maintained at 55 ° C, and signal was monitored at 530 nm. After establishing the control variables, the procedure provided a linear response ranging from 5.0 to 30.0 mg L-1 (R2 = 0.997), a detection of limit 2.0 mg L-1 (n = 11) Mn2+, a relative standard deviation of 5.0 % (n = 8) and an analytical frequency of 40 determination per hour. The accuracy of the results was assessed by applying the Student t-test between results obtained employing the proposed procedures and a reference method, and not significant difference at 95 % confidence level was observed

O presente trabalho avaliou a degradação anaeróbia de tolueno por Bactérias Redutoras de Sulfato (BRS), utilizando como inóculo lodo anaeróbio proveniente de reator UASB. Os ensaios foram realizados com reatores em batelada de 2300 mL contendo meio de cultura específico para o crescimento de BRS. No ensaio de enriquecimento, com lactato de sódio (2230 mg/L) e acetato de sódio (670 mg/L) na ausência de tolueno, ocorreu consumo total de sulfato (aproximadamente 1070 mg/L) em 192 horas e percentual de metano de 31% em 72 horas. A degradação do tolueno foi realizada em reatores sulfetogênicos e metanogênicos. Nos reatores sulfetogênicos alimentados com 2,1 mg/L e 7,7 mg/L houve degradação total do tolueno em 264 e 792 horas, respectivamente. Nesses reatores foi observado consumo total de sulfato e percentual de metano de aproximadamente 20,9%. Nos reatores metanogênicos a degradação do tolueno foi de, no máximo, 53%, e percentual de metano de 27,3% em 1032 horas. Nas condições sulfetogênicas, a degradação do tolueno foi mais rápida se comparada às condições metanogênicas. E em ambas as condições, a produção de metano foi relacionada aos bacilos hidrogenotróficos. As alterações na diversidade da população microbiana presente nos reatores, observadas em microscopia ótica, foram confirmadas nas análises por biologia molecular. / The present work evaluated the anaerobic degradation of toluene by sulfate reducing bacteria (SRB), using anaerobic sludge from reactor UASB as inoculum. The essays were accomplished in batch reactors of 2300 mL containing specific culture medium for the growth of SRB. In the enrichment essay with sodium lactate (2230 mg/L) and sodium acetate (670 mg/L) without toluene accured total consumption of sulfate (approximately 1070 mg/L) in 192 hours and percentile of methane of 31% in 72 hours. The toluene degradation it was accomplished in sulfetogenics and methanogenics reactors. In the sulfetogenics reactors fed with 2,1 mg/L and 7,7 mg/L there was total degradation of toluene in 264 and 792 hours, respectively. In those reactors it was observed total consumption of sulfate and percentile of methane of approximately 20.9%. In the methanogenic reactors the degradation of toluene was to the utmost of 53%, accompanied of production of 27.3% of methane in 1032 hours. In the sulfetogenics conditions, the degradation of tolueno was faster if compared to the methanogenic conditions. In both conditions, the methane production was related to the hidrogenotrophic bacilli. The alterations in the diversity of the microbial population present in the reactors, observed by optic microscopy, were confirmed in the analysis by molecular biology.

Um dos graves problemas ambientais oriundos da indústria de mineração é a drenagem ácida de mina que ocorre quando a pirita e outros minerais sulfetados são oxidados devido à presença de oxigênio e água, produzindo ácido sulfúrico que solubiliza metais presentes no solo/rocha. Em uma planta das Indústrias Nucleares do Brasil INB, na Unidade de Tratamento de Minérios (UTM) este problema tem se pronunciado de forma preocupante levando a dissolução de espécies radioativas e metálicas presentes. O tratamento da água ácida usando bactérias redutoras de sulfato, proporciona decréscimo da acidez que é decorrente da redução do sulfato a sulfito e precipitação dos metais como sulfetos. Nesse contexto, o presente estudo foi realizado visando a caracterizar sazonalmente e espacialmente populações de bactérias redutoras de sulfato (BRS) nos efluentes líquidos e amostras de sedimento da cava da mina (CM) e nos bota-foras 4 e 8 (BF4 e BF8) coletadas na UTM. Tais informações poderão permitir posteriormente, estudar mecanismos de biomanipulação a fim de remediar situações impactantes. Menores valores de pH , abaixo de 3,5, foram medidos no período de março a abril em amostras de água da cava da mina e a maior população de BRS (2,8 NMP. mL-1) foi observada em fevereiro em amostras do BF8. Os valores encontrados para matéria orgânica na água foram menores do que aqueles encontrados no sedimento. A concentração de oxigênio dissolvido na água variou de 0,65 g/L a 13,3 g/L. As amostras de sedimento apresentaram maiores valores de BRS (10,2 NMP/mL), quando comparadas com amostras de água (0,63 NMP/mL). Tais resultados eram esperados uma vez que, nas amostras de água coletadas próximas ao sedimento foram observadas menores concentrações de oxigênio dissolvido (7,10g/L) e maiores concentrações de matéria orgânica disponível (17,0 mg/L) quando os resultados foram comparados com aqueles obtidos para amostras de água coletadas na superfície (0,004mg/L). Os resultados mostram, portanto, que o efluente ácido gerado apresenta altos teores de metais estáveis e radioativos, sulfato, baixo pH e presença de bactérias redutoras de sulfato. / One of the most serious environmental problems created by the mining industry is acid mine drainage. In one plant of Nuclear Industries of Brazil - INB, this problem is a matter of concern. The presence of iron sulfites, such as pyrite, generates water with acidity above the levels allowed by the legislation and therefore, inappropriate for releasing straight into the environment. The industry maintain a high cost treatment in acid water from mines and waste disposal which consists in neutralizing and precipitating heavy metals. The treatment of acid water using SRB (sulfate-reducing bacteria) has been used in other countries with quite good technical results as well as economical advantages and thus, the object of this research. The use Sulfate Reducing Bacteria takes to a decreasing of the acidity by reducing sulfate to sulfite and precipitating the stable metals as sulfides. A seasonal study was carried out on the sulfate-reducing bacteria present in the liquid effluent discharged from two wastes disposal of the uranium mine, in phase of decommission, in Caldas/MG. This study shows the presence of SRB in the analyzed environmental, as well as some factors that are related with the amount of SRB presents, such as: dissolved oxygen, pH and organic matter. SRB was presented in water samples with high concentrations of heavy metals and low pH values, as well as in samples with high oxygen levels. The sediment samples were the preferential place for SRB occurrence and site BF8 presented the highest values of SRB.

O objetivo desse trabalho foi estudar os métodos de determinação e de estimativa dos teores de fibra da cana-de-açúcar (Saccharum spp.) e de açúcares redutores no caldo de cana, análises de fundamental importância para o cálculo do teor de açúcar total recuperável (ATR), que é o parâmetro que rege o sistema atual de pagamento de cana do CONSECANA. Quanto ao teor de fibra da cana, foi desenvolvido um novo método, modificado do método original da prensa hidráulica, com o objetivo de corrigir o erro decorrente do uso do brix do caldo extraído como estimativa do teor de sólidos solúveis do caldo não extraído na prensagem (caldo residual no bagaço). Esse novo método diferiu significativamente do original, porém correlacionou-se muito bem com este, devido ao fato do brix do caldo extraído no final da prensagem (valor empregado no método modificado) correlacionar-se, com ajuste excelente, com o brix do caldo extraído em toda a prensagem (valor empregado no método original). Por isso, mesmo quando não é feita a medida do brix do caldo extraído no final da prensagem, é possível obter um valor de fibra mais próximo do real através de uma equação de regressão linear que correlaciona o método modificado com o original. Foram também testadas as correlações do teor de fibra da cana com o peso do bolo úmido (PBU) resultante da prensagem, a 250 kgf/cm2, de 500 g de cana desfibrada e homogeneizada; e as correlações do teor de fibra da cana com brix, pol, pureza e AR do caldo. Os parâmetros que melhor se correlacionaram com o teor de fibra da cana foram o brix e a pol do caldo; e os que apresentaram correlação mais fraca foram AR do caldo e PBU. Foram testados também, por regressão linear, os vários métodos possíveis de serem usados para estimativa do teor de fibra da cana. Entre as equações que correlacionam fibra com PBU (atual e antiga do CONSECANA, e a equação elaborada com os dados deste trabalho), a que melhor estimou o teor de fibra da cana foi a equação atual do CONSECANA. Foram testadas as correlações do teor de AR do caldo com pol, brix, pureza e com a diferença brix - pol do caldo, sendo que o parâmetro que melhor se correlacionou com AR foi a pureza, ratificando a metodologia atual do CONSECANA, que emprega esse parâmetro nas suas equações para estimativa do teor de AR no caldo. Entre as equações do CONSECANA, a antiga forneceu uma estimativa do teor de AR bem mais exata do que a equação atual, a qual subestimou-os. No que tange ao teor de fibra, a possibilidade de estimá-lo com base em brix ou em pol resulta na possibilidade de se tabelar o teor de ATR na cana em função do brix ou da pol, atendendo à grande demanda dos fornecedores de cana pela maior simplicidade no sistema de pagamento. / The objective of the present work was to study the methods of determination and estimation of fiber in sugarcane (Saccharum spp.) and reducing sugars (RS) in sugarcane juice. These are the most important analyses to calculate the Recoverable Total Sugar (RTS) which is the parameter that conducts the current system for sugarcane payment of the CONSECANA. Concerning the fiber content of sugarcane, a new method, modified from the original method of the hydraulical press, was developed with the objective of correcting the error resultant of the use of the brix of the extracted juice to estimate the content of soluble solids of the juice not extracted during the pressing (residual juice in the bagasse). This new method differed significantly from the original one. However it presented an accurate correlation with the original method because the brix of the juice extracted at the end of pressing (value took in account in the modified method) presented an excellent adjust of correlation with the brix of the juice extracted during the whole pressing (value took in account in the original method). So, even when the brix of the juice extracted at the end of pressing is not measured, it is possible to get a value of fiber content representative of the real one using an equation of linear regression that correlates the method modified with the original one. Correlations between sugarcane fiber and residual bagasse weight (RBW) resultant of pressing, at 250 kgf/cm2, 500 g of sugarcane sample prepared according to the CONSECANA procedures were tested. Correlations between sugarcane fiber and brix, pol, purity or AR of the sugarcane juice were also tested. The parameters that presented the best correlation with sugarcane fiber were brix and pol of sugarcane juice. The parameters RS and RBW did not present good adjusts of correlation with fiber. Using linear regression analyses some possible methods of estimation of fiber content were tested. Among the equations correlating fiber with RBW (CONSECANA’s current and precedent, and the equation elaborated based on the data of this work), the one that best estimated the sugarcane fiber was the CONSECANA’s current one. Correlations between RS and pol, brix, purity or the difference brix - pol, were also analysed. The parameter that presented the best correlation with RS was purity of sugarcane juice, which is the parameter of CONSECANA’s equation to estimate the RS content in sugarcane juice. CONSECANA’s precedent equation presented a more accurate estimation of RS content than the equation currently in use. CONSECANA’s current equation underestimated the values of RS. As regarding to fiber content, the possibility of estimating it based on brix or pol might result in tables of correlation between RTS and brix or pol. This would simplify the system for sugarcane payment and so satisfy the sugarcane suppliers.