Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2017-03-10T16:04:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Rut Díaz.pdf: 5376355 bytes, checksum: 1871a7342c4a6ea883cf39428d4b8c22 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-10T16:04:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Rut Díaz.pdf: 5376355 bytes, checksum: 1871a7342c4a6ea883cf39428d4b8c22 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências- Geoquímica Ambiental. Niterói, RJ / A região de Cabo Frio (RJ) é uma área de ressurgência que favorece a produtividade primária e promove elevado acúmulo de matéria orgânica (MO) nos sedimentos, a qual afeta as condições redox do ambiente de sedimentação e na interface água-sedimento, promovendo efeitos sobre a especiação inorgânica do enxofre (S). O presente estudo utiliza a geoquímica inorgânica das espécies reduzidas do S, operacionalmente definidas como acid-volatile sulfufide (AVS) e chromium-reducible sulfur (CRS), a composição isotópica (δ34S) do sulfato da água intersticial e do CRS, e a razão COT/CRS (carbono orgânico total/CRS) para avaliar a diagênese recente do S e a condição redox nos sedimentos. Adicionalmente foi estudada a morfologia da pirita e a distribuição de tamanho dos frambóides através de microscopia eletrônica de varredura (MEV) para inferir o estado de oxidação do ambiente de formação. Foram coletados quatro box-cores na plataforma continental do Sistema de Ressurgência de Cabo Frio (SRCF) para este estudo. Os conteúdos de COT variam entre 0,8 e 2,3%, as maiores concentrações foram observadas nas estações da porção média da plataforma. Baixos valores de enxofre total (ST) (< 0,2%) e CRS (< 0,05%) foram encontrados nas camadas superficiais, ocorrendo incremento com a profundidade, indicando o aumento da sulfato redução (SR). As estações com o maior conteúdo de ST foram as localizadas na porção média da plataforma, sendo este padrão de acumulação favorecido pela presença dos vórtices sob a plataforma. A razão COT/CRS indica que o fator limitante para a formação da pirita é o enxofre. Até 50% do S pode estar associado a MO, caracterizando o processo de sulfidização da MO. A composição isotópica do sulfato ao longo dos perfis é mantida constante entre +18,7 e +23‰ e sem fracionamento com respeito ao sulfato da água do mar (+ 21‰), indicando baixas taxas de SR. No entanto, a composição isotópica do CRS apresentou sinais altamente empobrecidos em 34S (-25,6 até -40,8 ‰), indicando reações de oxidação no ciclo do S, promovidas pela intensa bioturbaçao na área e/ou pelo regime hidrodinâmico regional. As diferentes características morfológicas, como as superfícies de oxidação nos microcristais, os processos de crescimento secundário e os poliframboides encontrados nas análises morfológicas da pirita, assim como também a variabilidade na distribuição dos diâmetros dos frambóides evidenciaram uma formação sob condição redox altamente dinâmica. Estes resultados confirmam a complexidade hidrodinâmica do SRCF, o qual afeta inúmeros processos sobre a plataforma, dentre os quais a diagênese no ciclo do enxofre / The Cabo Frio region (RJ) is an upwelling area, which favors the high primary productivity and promotes accumulation of organic matter (OM) in sediments, affecting the redox conditions of the sedimentation environment, the sediment-water interface and mainly the speciation of inorganic sulfur (S). Therefore, this study uses the inorganic geochemistry of reduced S species operationally defined as acid-volatile sulfufide (AVS) and chromium-reducible sulfur (CRS), the isotopic composition (δ34S) of pore water sulfate and CRS, and the COT / CRS ratio (total organic carbon / CRS), to evaluate the recent S diagenesis and redox conditions in sediments. Additionally, was study the pyrite morphology and size distribution of framboids by scanning electron microscopy (SEM) to infer the oxidation state of the environment. In this sense, were collected four box-cores on the continental shelf of the upwelling system of Cabo Frio (SRCF). The TOC contents range from 0.8 to 2.3%, the highest concentrations were observed at stations in the middle shelf. Low values of total sulfur (TS) (<0.2%) and CRS (<0.05%) were found in the superficial layers occurring an increase with depth, indicating an increase in sulfate reduction. The stations with the highest content of ST were located in the middle shelf, this pattern of accumulation is favored by the presence of cyclonic eddy under the platform. The COT/CRS ratio indicates that the limiting factor for the pyrite formation is the sulfur. The isotopic composition of sulfate did not vary much with the sediment depths and is kept constant between +18.7 and +23 ‰ and without fractionation of sulfate with respect to sea water (21 + ‰) indicating low net sulfate reductions, but the isotopic composition of the CRS is highly depleted (-25.6 to -40.8 ‰), indicating oxidation reactions in the cycle of S, promoted by the intense bioturbation in the area and the regional hydrodynamic regime. The different morphological characteristics observed, such as surface oxidation in the microcrystals, the processes of secondary growth and poliframboides found, as well as the variability in the framboids diameters distribution, show the formation under highly dynamic redox condition. These results confirm the complexity of SRCF due to the occurrence of different hydrodynamic conditions over the shelf

Les effondrements miniers en Lorraine (France) ont pour origine la rupture des piliers de soutien constitués de minerai de fer. Leur rupture n'est pas seulement due aux seules contraintes mécaniques qu’exerce le recouvrement mais également aux différentes transformations minéralogiques du minerai de fer, compromettant sa cohésion et sa résistance et par conséquent, la stabilité des piliers. On parle alors d’altération/vieillissement minéralogique du minerai de fer. Les mécanismes chimiques qui entrainent ces transformations minéralogiques sont désormais bien connus mais l’influence de l’activité bactérienne n’est pas encore bien comprise. Des travaux préliminaires ayant soulevé le rôle possible des activités microbiennes, ce travail de thèse s'est alors appliqué à identifier les métabolismes bactériens susceptibles de réagir avec le minerai de fer en conditions aérobie et anaérobie, et à en caractériser les effets physico-chimiques, minéralogiques et mécaniques. Les groupes métaboliques bactériens suspectés d’être impliqués dans ces réactions (activités ferri-réductrices, ferro-oxydantes et sulfato-réductrices) ont été identifiés dans les eaux de mine et incubés en présence du minerai de fer, en souche pure ou avec un consortium issu de l’eau de mine. Les bactéries ferri-réductrices (IRB), sulfato-réductrices (BSR) et acidophiles ferro-oxydantes ont été les seules qui, dans les conditions de laboratoire, ont impacté significativement le minerai en modifiant le ratio Fe(II)/Fe(III). Une phase ferro-carbonatée et de la pyrite se sont formées respectivement au cours des incubations avec les IRB et BSR, et ont été caractérisées par analyse du solide (spectroscopies infrarouge en réflexion diffuse (DRIFTS) et Mössbauer et par diffraction aux rayons X). Des bactéries nitrate-réductrices ont aussi été testées et aucune modification significative du ratio Fe(II)/Fe(III) du minerai de fer n’a été observée. Enfin, les propriétés mécaniques du minerai de fer ont été mesurées après les réactions d’oxydo-réduction biologiques et purement chimiques. Des modifications sensibles de ces propriétés mécaniques par rapport à l’état initial ont ainsi pu être mises en évidence. Sur la base de ces résultats, l’hypothèse de l’altération mécanique du minerai de fer par des activités microbiennes est donc tout à fait réaliste. / Mine collapses occurred in Lorraine (France) because of the failure of safety pillars made of iron ore. Their failure is not only due to the mechanic stresses applied by the overburden, but also due to the various mineralogical transformations in iron ore which decrease material cohesion and resistance and thus stability of pillars. This is called mineralogical alteration/ageing of iron ore. Chemical mechanisms inducing these mineralogical transformations are now well known but the influence of microbial activity is not well understood yet. Preliminary works have raised the possible role of microbial activity, then the focus of this work was to identify the various bacterial metabolisms capable of reacting with iron ore and to characterize the physico-chemical, mineralogical and mechanical effects. The bacterial metabolism groups possibly implied in these reactions (iron-reducing (IRB), iron-oxidizing and sulfate-reducing bacteria (SRB)) were identified from the mine water. As pure strain or as consortium, these bacteria were incubated with iron ore. Under laboratory conditions, only iron-reducing, sulfate-reducing and acidophilic iron-oxidizing bacteria impacted iron ore samples by modifying the Fe(II)/Fe(III) ratio. A ferrous-carbonate phase and pyrite were formed during incubations with IRB and SRB, respectively. These minerals were characterized from analysis of the solid phase (Diffuse Reflectance Infrared Fourier Transform Spectroscopy (DRIFTS), Mössbauer spectroscopy and X-ray diffraction). The impact nitrate-reducing bacteria was also tested but the Fe(II)/Fe(III) ratio of iron ore was not modified significantly. Finally, mechanical properties of iron ore were measured after microbial and purely chemical redox reactions. Discernible modifications of these mechanical properties were observed. From these results, the alteration of iron ore mechanical properties by bacterial activities is a realistic assumption.

[pt] A Corrosão Influenciada por Microrganismos (CIM) ou biocorrosão é reconhecida como um dos fenômenos causadores de inúmeros problemas nas indústrias de petróleo e gás, pois causa sérios danos ao material reduzindo sua vida útil. Neste trabalho foram avaliados os efeitos da biocorrosão caracterizado pela cinética de formação de biofilme em uma junta soldada longitudinal de aço API X80 obtida pelo processo de arco submerso (SAW). Durante o processo de soldagem forma-se uma região com características microestruturais distintas do metal de base e do metal de adição, denominada de zona termicamente afetada (ZTA). Assim essa zona poderá ter uma adesão microbiana diferenciada, visto que diferenças superficiais em um material, seja por natureza química ou física, podem limitar ou facilitar a adesão microbiológica. Por esse motivo foi realizado um estudo comparativo entre a cinética da formação de biofilme na junta soldada de um aço API X80. Também foi avaliada a influência das características físicas da superfície na adesão microbiana utilizando dois tipos de superfície: com a rugosidade original e polido com pasta de diamante com granulação de 6μm. Estas superfícies foram expostas ao fluido de processo (água do mar da Baía de Guanabara) em um sistema dinâmico. Foram realizadas tanto a quantificação microbiana, como também a quantificação dos ácidos orgânicos, sulfato depletado e ferro total para avaliar os nutrientes disponíveis e a bioatividade das reações bacterianas. A rugosidade superficial e o biofilme formado foram caracterizados morfologicamente e a sua presença correlacionada com a formação de pites. / [en] The Microbiologically Influenced Corrosion (MIC) or bio-corrosion is recognized as one of the phenomena that cause a lot of problems in petroleum and gas industries, because it causes serious damages to the materials, reducing its life cycle. This study evaluated the effects of bio-corrosion characterized by the biofilm formation kinetics in longitudinal welds of API 5L X80 steel obtained by the process of submerged arc welding (SAW). During the welding process a region with different microstructural characteristics of the base metal and weld metal is formed, called heat affected zone (HAZ). Thus this zone can have a differentiated microbial adhesion since the different surfaces of a material, either by chemical and physical nature, can limit or facilitate the microbial adhesion. For this reason a comparative study of biofilm formation kinetic on the welded joint was conducted. The influence of the physical characteristics of the surface in microbial adhesion was also evaluated using two kinds of surface: steel with real roughness and steel polished with diamond paste with grain size of 6 μm. These surfaces were exposed to the process fluid (Guanabara Bay seawater) in a dynamic flow system. The microbial quantification was held. Organic acids, depleted sulfate and total iron were also measured to evaluate the available nutrients bioactivity of bacterial reactions. Surface roughness and biofilm were characterized morphologically and correlated with pitting formation.

Con el aumento de la población y de la demanda de bienes y servicios a escala global, se ha producido un deterioro en la calidad y disponibilidad del agua, poniendo de manifiesto la necesidad inminente de un cambio de mentalidad en la sociedad. Este cambio debe incluir, tanto la intensificación de las disposiciones legales que permitan prevenir la contaminación, como el desarrollo e implementación de tecnologías de depuración más eficaces, sostenibles y respetuosas con el ambiente. En la actualidad, en la mayoría de países desarrollados el tratamiento de aguas residuales urbanas está basado en los sistemas de fangos activados como tratamiento principal. Estos sistemas se caracterizan por presentar un elevado consumo energético y una alta generación de fango biológico, que debe ser sometido a algún tratamiento de estabilización previo a su reutilización o disposición final. Una alternativa a estas tecnologías son los sistemas basados en procesos anaerobios, cuya implementación supone mayor sostenibilidad, menor coste económico y energético, y menor impacto ambiental. Sin embargo, es necesario superar las limitaciones asociadas a las bajas velocidades de crecimiento de la biomasa anaerobia (en comparación con los microorganismos aerobios) y a la baja eficacia en la separación de la biomasa mediante procesos de sedimentación. La combinación del proceso anaerobio de degradación de la materia orgánica con un proceso de filtración con membranas, permite superar los inconvenientes mencionados, pudiéndose establecer tiempos de retención celular elevados sin necesidad de incrementar el volumen de reacción y obtener un efluente de alta calidad. Una de las ventajas de los sistemas anaerobios es la recuperación de parte de la energía contenida en la materia orgánica en forma de metano. Sin embargo, cuando hay presencia de sulfato en el medio se desarrollan bacterias sulfatorreductoras, las cuales compiten por los sustratos, reduciéndose la eficiencia en la conversión de materia orgánica a metano, y generando sulfuro de hidrógeno (sulfurogénesis), que inhibe los procesos biológicos y disminuye la calidad del biogás generado. Debido a la importancia que tiene el proceso de sulfurogénesis en los sistemas de tratamiento de aguas residuales, varios autores han propuesto modelos matemáticos que incluyen los procesos biológicos, físicos y químicos asociados a las bacterias sulfatorreductoras. Sin embargo, no existe un modelo global que permita simular en conjunto los procesos que tienen lugar tanto en la línea de agua como en la de fango, y donde esté incluido este proceso. También es destacable la ausencia de una metodología sistemática para la calibración de los parámetros de los modelos anaerobios de tratamiento de aguas residuales. El objetivo principal de la presente tesis doctoral es la modelación matemática del tratamiento anaerobio de aguas residuales urbanas con elevado contenido de sulfato. Con este fin, se ha desarrollado un modelo matemático capaz de describir el proceso biológico de sulfurogénesis y se ha propuesto una metodología de calibración de los parámetros. El modelo desarrollado ha sido incorporado al modelo global Biological Nutrient Removal Model No. 2 (BNRM2). Tanto el modelo como la metodología de calibración han sido validados mediante simulación con el programa DESASS, comparando los resultados predichos por el modelo con los valores experimentales obtenidos en un biorreactor anaerobio de membranas a escala demostración / Durán Pinzón, F. (2013). Modelación matemática del tratamiento anaerobio de aguas residuales urbanas incluyendo las bacterias sulfatorreductoras. Aplicación a un biorreactor anaeroio de membranas [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/34778

A proposta principal deste estudo foi de avaliar o efeito da prática regular de atividade física por longos anos na imunossenescência, isto é, nas alterações que o sistema imune sofre com o envelhecimento. Para tal, comparou-se os resultados dos exames imunológicos de 20 idosos praticantes de corrida (idade média = 67 anos) aos de 20 idosos sedentários (idade média = 66 anos) e 10 jovens sedentários (idade média = 26 anos). Os idosos corredores eram praticantes da modalidade em média nos últimos 23 anos e vinham percorrendo uma distância semanal média de 39 quilômetros. O consumo máximo de oxigênio (VO2 max) deles foi 52% maior do que o dos idosos sedentários, atingindo valores similares aos dos jovens. Os parâmetros imunológicos analisados foram: contagem de linfócitos e seus subtipos, resposta proliferativa dos linfócitos T a mitógenos, atividade citotóxica das células natural killer e produção de citocinas (interleucinas 2, 3, 4, 6, 10 e 12). A dosagem das mesmas citocinas no soro também foi realizada, porém somente nos dois grupos de idosos. Os idosos corredores apresentaram resposta proliferativa dos linfócitos T a OKT-3 e produção de interleucina-2 significativamente maiores do que as dos idosos sedentários. Eles apresentaram também uma produção de interleucina-3 significativamente menor do que a dos seus pares sedentários. Por outro lado, não apresentaram diferença significativa destes parâmetros em relação aos jovens. Os níveis séricos das interleucinas 3, 6 e 12 dos idosos corredores foram significativamente menores do que os dos idosos sedentários. A influência da prática de atividade física regular sobre os níveis séricos do hormônio de crescimento, da testosterona e da dehidroepiandrosterona sulfato (DHEAS), que sofrem redução com o envelhecimento (\"endocrinossenescência\"), também foi estudada. Não houve diferença significativa entre os níveis séricos destes hormônios anabólicos dos idosos corredores e dos idosos sedentários. O efeito da atividade física regular sobre a beta-endorfina também foi avaliado. Os idosos corredores não apresentaram diferença significativa nos níveis séricos deste neuropeptídeo em relação aos idosos sedentários. Em virtude do possível envolvimento do sistema endócrino na imunossenescência, avaliou-se a correlação entre os hormônios anabólicos e as citocinas. Não se constatou correlação relevante entre eles, especialmente entre a DHEAS e a interleucina-6. Os resultados indicam que a prática regular de atividade física por longos anos tem o potencial de desacelerar a imunossenescência / The main objective of this study was to assess the effect of regular practice of physical activity on immunosenescence, that is, the changes that occur when the immune system is affected by aging. The results of immune tests conducted on 20 elderly runners (mean age = 67 years) were compared to those of 20 elderly sedentary individuals (mean age = 66 years) and to those of 10 young sedentary individuals (mean age = 26 years). On average, the elderly runners had practiced this activity for the last 23 years, running a mean weekly distance of 39 kilometers. Their maximum oxygen consumption (VO2 max) was 52% higher than that of sedentary elderly group, and similar to that of the group of younger individuals. The immune parameters studied were: lymphocyte and lymphocyte subtype counts, the proliferative response of T-lymphocytes to mitogens, cytotoxic activity of natural killer cells and production of cytokines (interleukins 2, 3, 4, 6, 10 and 12). The same cytokines were measured in serum, but only in the two groups of elderly people. Elderly runners presented a significantly higher proliferative response of T-lymphocytes to OKT-3 as well as interleukin-2 production than the sedentary group. The production of interleukin-3 was also significantly lower in the group of runners. On the other hand, the results of these parameters did not differ significantly from those of young subjects. Serum levels of interleukins 3, 6, and 12 were significantly lower in elderly runners than in sedentary individuals. The impact of regular physical activity on serum levels of growth hormone, testosterone, and dehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS), which are affected by aging (\"endocrinosenescence\"), was also studied. The serum levels of these anabolic hormones did not differ significantly between the groups of elderly runners and the elderly sedentary individuals. When the impact of regular physical activity on beta-endorphin was studied, again no significant difference in the serum levels of this neuropeptide was found between the two elderly groups. Owing to the possible involvement of the endocrine system in immunosenescence, the correlation between anabolic hormones and cytokines was assessed. No relevant correlation was found, especially between DHEAS and interleukin-6. The results indicate that the regular practice of physical activity for several years may delay immunosenescence

A proposta principal deste estudo foi de avaliar o efeito da prática regular de atividade física por longos anos na imunossenescência, isto é, nas alterações que o sistema imune sofre com o envelhecimento. Para tal, comparou-se os resultados dos exames imunológicos de 20 idosos praticantes de corrida (idade média = 67 anos) aos de 20 idosos sedentários (idade média = 66 anos) e 10 jovens sedentários (idade média = 26 anos). Os idosos corredores eram praticantes da modalidade em média nos últimos 23 anos e vinham percorrendo uma distância semanal média de 39 quilômetros. O consumo máximo de oxigênio (VO2 max) deles foi 52% maior do que o dos idosos sedentários, atingindo valores similares aos dos jovens. Os parâmetros imunológicos analisados foram: contagem de linfócitos e seus subtipos, resposta proliferativa dos linfócitos T a mitógenos, atividade citotóxica das células natural killer e produção de citocinas (interleucinas 2, 3, 4, 6, 10 e 12). A dosagem das mesmas citocinas no soro também foi realizada, porém somente nos dois grupos de idosos. Os idosos corredores apresentaram resposta proliferativa dos linfócitos T a OKT-3 e produção de interleucina-2 significativamente maiores do que as dos idosos sedentários. Eles apresentaram também uma produção de interleucina-3 significativamente menor do que a dos seus pares sedentários. Por outro lado, não apresentaram diferença significativa destes parâmetros em relação aos jovens. Os níveis séricos das interleucinas 3, 6 e 12 dos idosos corredores foram significativamente menores do que os dos idosos sedentários. A influência da prática de atividade física regular sobre os níveis séricos do hormônio de crescimento, da testosterona e da dehidroepiandrosterona sulfato (DHEAS), que sofrem redução com o envelhecimento (\"endocrinossenescência\"), também foi estudada. Não houve diferença significativa entre os níveis séricos destes hormônios anabólicos dos idosos corredores e dos idosos sedentários. O efeito da atividade física regular sobre a beta-endorfina também foi avaliado. Os idosos corredores não apresentaram diferença significativa nos níveis séricos deste neuropeptídeo em relação aos idosos sedentários. Em virtude do possível envolvimento do sistema endócrino na imunossenescência, avaliou-se a correlação entre os hormônios anabólicos e as citocinas. Não se constatou correlação relevante entre eles, especialmente entre a DHEAS e a interleucina-6. Os resultados indicam que a prática regular de atividade física por longos anos tem o potencial de desacelerar a imunossenescência / The main objective of this study was to assess the effect of regular practice of physical activity on immunosenescence, that is, the changes that occur when the immune system is affected by aging. The results of immune tests conducted on 20 elderly runners (mean age = 67 years) were compared to those of 20 elderly sedentary individuals (mean age = 66 years) and to those of 10 young sedentary individuals (mean age = 26 years). On average, the elderly runners had practiced this activity for the last 23 years, running a mean weekly distance of 39 kilometers. Their maximum oxygen consumption (VO2 max) was 52% higher than that of sedentary elderly group, and similar to that of the group of younger individuals. The immune parameters studied were: lymphocyte and lymphocyte subtype counts, the proliferative response of T-lymphocytes to mitogens, cytotoxic activity of natural killer cells and production of cytokines (interleukins 2, 3, 4, 6, 10 and 12). The same cytokines were measured in serum, but only in the two groups of elderly people. Elderly runners presented a significantly higher proliferative response of T-lymphocytes to OKT-3 as well as interleukin-2 production than the sedentary group. The production of interleukin-3 was also significantly lower in the group of runners. On the other hand, the results of these parameters did not differ significantly from those of young subjects. Serum levels of interleukins 3, 6, and 12 were significantly lower in elderly runners than in sedentary individuals. The impact of regular physical activity on serum levels of growth hormone, testosterone, and dehydroepiandrosterone sulfate (DHEAS), which are affected by aging (\"endocrinosenescence\"), was also studied. The serum levels of these anabolic hormones did not differ significantly between the groups of elderly runners and the elderly sedentary individuals. When the impact of regular physical activity on beta-endorphin was studied, again no significant difference in the serum levels of this neuropeptide was found between the two elderly groups. Owing to the possible involvement of the endocrine system in immunosenescence, the correlation between anabolic hormones and cytokines was assessed. No relevant correlation was found, especially between DHEAS and interleukin-6. The results indicate that the regular practice of physical activity for several years may delay immunosenescence

As técnicas de remediação para solos contaminados como os processos de oxidação avançados \"in situ\" visam essencialmente a mineralização dos contaminantes, reduzindo-os, em última instância, a CO2 e H2O. O objetivo deste estudo é apresentar os resultados de experimentos conduzidos para investigar como as características do solo, tais como a granulação, o teor e a natureza dos minerais argilosos, e o teor da matéria orgânica influem no desempenho da mineralização do contaminante linar alquilbenzeno no solo. Em várias partes da cidade de São Paulo há locais contaminados por esse e outros tipos de vazamentos e os responsáveis e as autoridades estão interessadas em possíveis soluções. Uma possível solução seria o tratamento in situ através dos processos de oxidação avançada. Porém, não há como decidir a priori sobre a melhor técnica, pois ela dependerá tanto do reagente empregado como do tipo de solo contaminado. Essa resposta poderá ser cientificamente fundamentada a partir de ensaios no laboratório desenhados para investigar os fatores que controlam a eficácia do processo. Os experimentos em laboratório foram conduzidos com dois tipos de solo da região metropolitana de São Paulo contaminados com linear alquilbenzeno, composto utilizado como óleo térmico em revestimentos de cabos subterrâneos de alta voltagem. Os desempenhos da mineralização com o Reagente de Fenton e Persulfato de Sódio foram avaliados na oxidação do composto linear alquilbenzeno com uma concentração inicial de 10 mg/grama de solo contaminado. Os resultados mostram uma redução considerável em massa de 82% a 85% do contaminante nos dois solos com a utilização de Persulfato de Sódio ativado termicamente e através de metal de transição \'Fe POT.2+\' disponível naturalmente no solo . O reagente de Fenton nas mesmas condições do experimento mostrou um desempenho mais limitado entre 10 % a 30% de redução em massa do contaminante. O conhecimento prévio das características do solo como o teor de argila , teor de carbono orgânico que influem fortemente os fenômenos de sorção e desorção e a composição mineralógica são variáveis importantes na definição dos reagentes e nas condições de reação de oxidação dos poluentes e contribuem na escolha mais acertada da tecnologia de remediação \'in situ\". / The remediation techniques used in contaminated soils such as \"in situ\" chemical oxidation aim essentially the mineralization of contaminants, reducing it to CO2 and H2O. The objective of this study is pointing out the results of experiments conducted to investigate how the soil characteristics such as granulometry, assay and nature of clay minerals as well as organic matter can influence in the mineralization performance of linear alkylbenzene in the soil. In some areas of São Paulo city there are contaminated sites by leakage of linear alkylbenzene and many other chemical leakages and site\'s responsible and local authorities are interested in possible technical solutions to clean it. One possible solution would be in situ treatment through advanced oxidation process; however there is no way how to decide about the best technique because it depends on contaminant substance, reagents used as well as the contaminated soil characteristics. The answer could be scientifically based on bench laboratory experiments properly designed to investigate the factors that control the process performance. The bench lab experiments were conducted with two soils sampled from metropolitan region of São Paulo and contaminated with linear alkyl benzene, used in high and medium voltage underground electrical cables. The mineralization performance was evaluated in soils contaminated with an initial concentration of 10 mg / gr of contaminated soil by oxidation of linear alkyl benzene with Fenton reagent and sodium persulfate. The final results pointed out a considerable mass reduction from 82% to 85% in both soils tested with sodium persulfate thermally activated and by naturally available transition metal \'Fe pot.2+\' in the soil. The Fenton reagent in the same experiment conditions pointed out a more limited mass reduction performance between 10% and 30%. The previous knowledge of soil characteristics such as clay assay , natural carbon content in the soil which influence the sorption / desorption phenomenon as well as the mineral composition of the soil are the key variables to define reagents and the oxidation reaction conditions which contribute to select a proper in situ chemical oxidation technology.

As técnicas de remediação para solos contaminados como os processos de oxidação avançados \"in situ\" visam essencialmente a mineralização dos contaminantes, reduzindo-os, em última instância, a CO2 e H2O. O objetivo deste estudo é apresentar os resultados de experimentos conduzidos para investigar como as características do solo, tais como a granulação, o teor e a natureza dos minerais argilosos, e o teor da matéria orgânica influem no desempenho da mineralização do contaminante linar alquilbenzeno no solo. Em várias partes da cidade de São Paulo há locais contaminados por esse e outros tipos de vazamentos e os responsáveis e as autoridades estão interessadas em possíveis soluções. Uma possível solução seria o tratamento in situ através dos processos de oxidação avançada. Porém, não há como decidir a priori sobre a melhor técnica, pois ela dependerá tanto do reagente empregado como do tipo de solo contaminado. Essa resposta poderá ser cientificamente fundamentada a partir de ensaios no laboratório desenhados para investigar os fatores que controlam a eficácia do processo. Os experimentos em laboratório foram conduzidos com dois tipos de solo da região metropolitana de São Paulo contaminados com linear alquilbenzeno, composto utilizado como óleo térmico em revestimentos de cabos subterrâneos de alta voltagem. Os desempenhos da mineralização com o Reagente de Fenton e Persulfato de Sódio foram avaliados na oxidação do composto linear alquilbenzeno com uma concentração inicial de 10 mg/grama de solo contaminado. Os resultados mostram uma redução considerável em massa de 82% a 85% do contaminante nos dois solos com a utilização de Persulfato de Sódio ativado termicamente e através de metal de transição \'Fe POT.2+\' disponível naturalmente no solo . O reagente de Fenton nas mesmas condições do experimento mostrou um desempenho mais limitado entre 10 % a 30% de redução em massa do contaminante. O conhecimento prévio das características do solo como o teor de argila , teor de carbono orgânico que influem fortemente os fenômenos de sorção e desorção e a composição mineralógica são variáveis importantes na definição dos reagentes e nas condições de reação de oxidação dos poluentes e contribuem na escolha mais acertada da tecnologia de remediação \'in situ\". / The remediation techniques used in contaminated soils such as \"in situ\" chemical oxidation aim essentially the mineralization of contaminants, reducing it to CO2 and H2O. The objective of this study is pointing out the results of experiments conducted to investigate how the soil characteristics such as granulometry, assay and nature of clay minerals as well as organic matter can influence in the mineralization performance of linear alkylbenzene in the soil. In some areas of São Paulo city there are contaminated sites by leakage of linear alkylbenzene and many other chemical leakages and site\'s responsible and local authorities are interested in possible technical solutions to clean it. One possible solution would be in situ treatment through advanced oxidation process; however there is no way how to decide about the best technique because it depends on contaminant substance, reagents used as well as the contaminated soil characteristics. The answer could be scientifically based on bench laboratory experiments properly designed to investigate the factors that control the process performance. The bench lab experiments were conducted with two soils sampled from metropolitan region of São Paulo and contaminated with linear alkyl benzene, used in high and medium voltage underground electrical cables. The mineralization performance was evaluated in soils contaminated with an initial concentration of 10 mg / gr of contaminated soil by oxidation of linear alkyl benzene with Fenton reagent and sodium persulfate. The final results pointed out a considerable mass reduction from 82% to 85% in both soils tested with sodium persulfate thermally activated and by naturally available transition metal \'Fe pot.2+\' in the soil. The Fenton reagent in the same experiment conditions pointed out a more limited mass reduction performance between 10% and 30%. The previous knowledge of soil characteristics such as clay assay , natural carbon content in the soil which influence the sorption / desorption phenomenon as well as the mineral composition of the soil are the key variables to define reagents and the oxidation reaction conditions which contribute to select a proper in situ chemical oxidation technology.

Aquesta tesi tracta sobre l'efecte de la contaminació per cru de petroli sobre l'ecosistema costaner mediterrani i sobre el paper fonamental dels sediments marins en la regulació i el manteniment dels processos biogeoquímics. L'estudi presta especial atenció a les comunitats bacterianes reductores de sulfat i la seva implicació en la degradació de contaminants orgànics. La diversitat, abundància i fisiologia dels bacteris reductors de sulfat que habiten el sediment arenós del nord de Mallorca (Illes Balears), van ser analitzades mitjançant un enfocament polifàsic, basat en la combinació d'experiments in situ i in vitro, biologia molecular clàssica i d’última generació, cultius i determinació d'activitats metabòliques. Els resultats obtinguts durant aquesta tesi demostren que el sediment mediterrani alberga una microbiota autòctona que podria prosperar després d'un vessament de cru de petroli i el paper de la qual podria ser crucial per a la transformació i l'eliminació de compostos orgànics xenobiòtics en aquest ambient. / Esta tesis trata sobre el efecto de la contaminación por crudo de petróleo en el ecosistema costero mediterráneo y sobre el papel fundamental de los sedimentos marinos en la regulación y el mantenimiento de los procesos biogeoquímicos. El estudio presta especial atención a las comunidades bacterianas reductoras de sulfato y a su implicación en la degradación de contaminantes orgánicos. La diversidad, abundancia y fisiología de las bacterias reductoras de sulfato que habitan el sedimento arenoso del norte de Mallorca (Islas Baleares), fueron analizadas mediante un enfoque polifásico, basado en la combinación de experimentos in situ e in vitro, biología molecular clásica y de última generación, cultivos y determinación de actividades metabólicas. Los resultados obtenidos durante esta tesis demuestran que el sedimento mediterráneo alberga una microbiota autóctona que podría prosperar después de un derrame de crudo de petróleo y cuyo papel podría ser crucial para la transformación y la eliminación de compuestos orgánicos xenobióticos en este ambiente. / This thesis discusses the fate and behave of crude oil contamination in the Mediterranean coastal ecosystem, and the essential role of the marine sediments in the regulation and maintenance of biogeochemical processes. The study pays particular attention to the role of sulphate reducing bacterial communities in the degradation of organic matter and pollutants entering the Mediterranean environment. A polyphasic approach based in the combination of in situ and in vitro experiments, next generation and classical molecular biology, cultivation, and the determination of metabolic activities, provided first insights into the diversity, abundance and physiology of sulphate reducing bacteria inhabiting the undisturbed sandy sediment at the north of Mallorca (Balearic Islands). The results obtained during the thesis demonstrate that the undisturbed Mediterranean sediment harbours an autochthonous microbiota that could prosper after a crude oil spill and which role might be crucial for the transformation and removal of hazardous organic compounds in this environment.

CAPES / Atualmente há preocupação da sociedade em relação aos impactos gerados pelas indústrias ao meio ambiente. Para produção de celulose e de papel é usada grande quantidade de água, madeira e produtos químicos, sendo gerado efluente nos diferentes processos produtivos da indústria. A matéria orgânica e a cor do efluente do processo Kraft se devem à presença de moléculas derivadas da lignina que são difíceis de serem removidas ou biodegradadas. Com vistas à remedição deste efluente, o presente trabalho busca avaliar a remoção de cor e matéria orgânica residual de efluente de celulose Kraft pré-tratado biologicamente, usando carvão ativado de casca de coco e argila montmorilonita pelo método de adsorção através de delineamentos experimentais. Para remoção de cor e matéria orgânica foram avaliados os fatores: a) pH do efluente; b) massa do material adsorvente no processo de adsorção e c) temperatura. A capacidade de adsorção de matéria orgânica e cor no carvão ativado e argila montmorilonita foram determinados pelo modelo matemático de Langmuir e Freundlich, por meio de ensaios de construção de isotermas de adsorção em efluente Kraft. O efluente foi caracterizado quanto a DQO, DBO5,20, COT e cor verdadeira antes e depois do tratamento terciário. Para o tratamento do efluente foram empregadas duas temperaturas: 25 e 40°C, seguiu-se planejamento fatorial completo 32 em triplicata com ponto central tendo como variáveis pH (5,0; 6,0 e 7,0) e massa de material adsorvente (0,5; 1,0 e 1,5 g). O planejamento experimental utilizado permitiu obter os melhores resultados com carvão ativado em 40 °C, pH 7,0 e 1,5 g de adsorvente com remoção de: 98% de COT, 83% de DQO, 97% de DBO5,20 e 95% de cor verdadeira e para argila em temperatura de 40 oC, pH 7, e 1,5 g de adsorvente com remoção de: 55% de COT, 50% de DQO, 90% de DBO5,20, e 56% de cor verdadeira. A principal variável responsável pela remoção de cor e matéria orgânica foi a massa de adsorvente seguida do pH. Também foi avaliada a possibilidade de aproveitamento do resíduo obtido a partir do processo de adsorção na incorporação de cinzas de carvão na produção de argamassas com teores de 0,4%, 1,0% e 1,2%; em cimento portland, areia e água com tempos de cura de 7 e 28 dias fazendo testes de resistência à compressão. Para a reutilização da argila foram utilizados 15% de argila do processo de adsorção, 25% de vidro e 60% de argila vermelha, para a confecção de corpos de prova cerâmico à temperatura de 1100 oC a 1150 oC. De modo geral, o processo de tratamento proposto neste trabalho utilizando carvão ativado, demostrou ser boa alternativa comparado com argila montmorilonita para redução de cor e matéria orgânica residual do efluente de processo Kraft, tendo-se em vista a utilização da cinza do carvão utilizado no processo de adsorção como um agregado para formação de argamassas na construção civil e argila utilizada na adsorção como material cerâmico. / Nowadays, there is a concern of society regarding the impacts caused by the industries on the environment. Large amounts of water, wood and chemichal are used to produce cellulose and paper, and contaminated effluents are generated through the various industrial processes associated. The organic matter and the color of the Kraft effluent are due to the presence of lignin-derived molecules that are difficult to be removed or biodegraded. With intent to remediate this effluent, this study aim to evaluate the removal of color and residual organic matter from biologically pretreated Kraft effluent, using activated carbon from coconut shell and montmorillonite clay by adsorption method through experimental designs. For the color and organic matter removal, the following factors were evaluated: a) pH of the effluent; b) the mass of the adsorbent material in the adsorption process and c) temperature. The adsorption capacity of organic matter and color in the activated carbon and in the montmorillonite clay were determined by the mathematical model of Langmuir and Freundlich, by means of isotherm adsorption construction in Kraft effluent.The effluent was characterized by COD, DBO5,20, COT and true color before and after the tertiary treatment. For it treatment two temperatures were employed: 25 °C and 40 °C, followed by a 32 full factorial design with center point in triplicate, using pH (5.0, 6.0 and 7.0) and masses of adsorbent material (0.5, 1.0 and 1.5 g) as variables. The experimental design used showed that the best results with activated carbon are obtained at 40 ° C, pH 7.0 and 1.5 g of adsorbent with removals of 98% of TOC, 83% of COD, 97% of BOD5,25 and 95% of true color. With clay, the best results occurred at temperature of 40 ° C, pH 7, and 1.5 g of adsorbent to remove 55% of COT, 50% of COD, 90% of BOD5,20 and 56% of true color. The main responsible for the removal of color and organic matter was the mass of adsorbent, followed by the pH. It was also evaluated the possibility of using the residue obtained from the adsorption process in the incorporation of carbon ash to produce mortars with levels of 0.4%, 1.0% and 1.2% in Portland cement, sand and water, with curing times of 7 and 28 days, for which compressive strength tests were performed. To reuse the clay, 15% of the clay from the adsorption process was used, together with 25% of glass and 60% of red clay, in order to construct ceramics bodies specimen generated at temperatures from 1100 °C to 1150 °C. The treatment process proposed in this work using activated carbon demonstrated to be, in general, a good alternative compared to montmorillonite clay for the color reduction and residual organic matter removal from Kraft process effluent, while residues from both process can be used as aggregates for mortars and ceramic body production.