Hydrocarbonoclastic bacteria: from bioremediation to bioenergy feedstock

Tese de Doutoramento em Engenharia Química e Biológica.

Efeitos do atonik na frutificação do tomateiro 'Miguel Pereira'

Como nas condições brasileiras a cultura do tomateiro já atingiu um nível técnico bastante avançado, torna-se necessário conhecer os efeitos de reguladores e estimulantes vegetais no aumento da produtividade, pois se tornara muito difícil promover aumentos de produção através de outras técnicas culturais. O presente trabalho teve como objetivo determinar a ação do Atonik (bioestimulante formado de mono-nitroguaiacol sódico e outros compostos aromaticos nitrogenados na frutificação do tomateiro Lycopercicon esculentum cv. Miguel Pereira. Em condições de casa de vegetação, realizou-se pulverização em toda florescência; na antese das duas prímeiras flores do 1º cacho; na antese das duas primeiras flores do 1º cacho mais duas vezes com intervalos de 7 dias, e quando o primeiro fruto do 1º cacho estava desenvolvido mais duas vezes com intervalos de 7 dias. Foram coletados os frutos maduros dos três primeiros cachos, em dez colheitas efetuadas no período de 2 de outubro a 5 de dezembro. Foram observados o número, peso e comprimento dos frutos, assim como o número de flores e de flores abortadas. Determinou-se também a classificação dos frutos e a germinação das sementes. Constatou-se que Atoník, aplicado quando o primeiro fruto do 1º cacho estava desenvolvido, com repetições de mais duas vezes, a intervalos de 7 dias, aumentou o numero de frutos do tomateiro; Atonik na antese das duas primeiras flores do 1º cacho prejudicou a classificação dos frutos e aumentou o número de flores abortadas do tomateiro.

Responsabilidade do armador por abalroação

Esta dissertação tem por objectivo delimitar os rasgos que configuram a responsabilidade do armador pelos danos derivados da abalroação marítima. Neste trabalho centraremos a atenção no regime previsto no Código Marítimo de Cabo Verde, mas também atenderemos a Convenção de Bruxelas de 1910 sobre abalroação, a normativa estrangeira inspirada nela, entre os quais particularmente a da Espanha e a do Direito comparado. Qualquer expedição marítima está sujeita a certos perigos donde pode resultar perdas, danos e despesas para o navio, carga e pessoas. Com efeito o facto destes danos ou gastos terem um carácter extraordinário, não se lhes atribui nenhuma característica comum que permita unificá-los juridicamente. Em alguns casos, os danos ou gastos interessam somente as partes comprometidas contratualmente no transporte de pessoas ou coisas, e coloca-se simplesmente um problema de assumir os riscos no âmbito destes contratos. Em outros casos, tratase de eventos que geram uma responsabilidade civil extracontratual frente a terceiros alheios a viagem. Nos textos legais mais modernos (el Codice della Navigacione italiano de 1942, la Ley de Navegación argentina de 1973, la Ley de Navegación mexicana de 1994) aparece a expressão “acidentes de navegação” de conteúdo material mais abrangente do que a prévia “avarias”, mas com uma força unificadora bem marcante. Resulta então que é a especialidade derivada do dado técnico (a navegação marítima) o que justifica que certos acidentes marítimos mereçam um tratamento jurídico particularizado em relação aos danos extracontratuais contidos no Código civil. E esta especialidade é a que apresentam a abalroação, a avaria grossa, a assistência marítima, os bens resultantes de um naufrágio e certa classe de danos causados a terceiros por contaminação por hidrocarbonetos ou por outras substâncias nocivas ou perigosas transportadas, ou mesmo pelo combustível do navio. A abalroação é, sem dúvida, o risco mais grave que corre uma expedição marítima, sobretudo se tivermos em conta a importância das avarias que dela A responsabilidade do armador por abalroação resultam. A produção de uma abalroação ou de qualquer outro acidente coloca diversas questões, como por exemplo, a determinação dos supostos concretos em que devem ser indemnizados os danos causados, as pessoas obrigadas a indemnizá-los, a quantia da reparação, etc.; em definitiva, coloca-se a necessidade de se precisar do regime jurídico aplicável a abalroação. As disposições relativamente a abalroação contidas no Código Marítimo de Cabo Verde, na Convenção de 1910 e na normativa estrangeira, configuram um regime de responsabilidade civil extracontratual que constitui uma aplicação concreta dos princípios comuns da responsabilidade aquiliana. O Código civil traça as linhas básicas do regime de responsabilidade civil, a que será necessário recorrer, quando a normativa marítima não apresenta soluções para as questões resultantes do regime de responsabilidade civil por abalroação. A metodologia utilizada nesta dissertação, tem por base a pesquisa, entrevista e investigação científica quer no Direito Comparado com recurso a outros ordenamentos jurídicos, como no Direito Positivo com recurso aos instrumentos legais e convencionais. O plano de exposição deste trabalho divide-se em quatro Capítulos. O primeiro Capítulo centraliza-se na normativa reguladora da abalroação que deve delimitar-se, por princípio, das restantes normativas devido a introdução do termo técnico “acidente de navegação”. O segundo Capítulo foca-se no estudo do conceito de abalroação marítima e determinação das suas diversas modalidades em matéria de abalroação, tanto por culpa unilateral como por culpa comum. No terceiro Capítulo analisam-se os elementos que delimitam a responsabilidade extracontratual do armador pelos danos derivados da abalroação marítima. Desta maneira é possível, por uma parte, identificar os sujeitos que devem responder pelos danos referidos e, por outra, diferenciar este tipo da responsabilidade contratual, concretizando a normativa aplicável às abalroações constitutivos de ilícito penal. Capítulo quarto contempla por um lado, o Direito consagrado, em qualquer ordenamento jurídico, que é o de compensar ao prejudicado por qualquer dano causado, por outro lado identificar os sujeitos que devem indemnizar ou solicitar indemnização. Por último, as conclusões, permitem fazer uma resenha geral de todo o trabalho.

Contaminação do solo com antraceno e creosoto e o crescimento vegetal e a colonização micorrízica pelo Glomus etunicatum

A contaminação do solo por compostos orgânicos, especialmente os hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAPs) de petróleo, é um problema crescente e que traz graves conseqüências ambientais. Para avaliar os impactos causados por esses compostos, torna-se necessário conhecer seus efeitos sobre as plantas e a microbiota rizosférica associada. No presente estudo avaliaram-se os efeitos de antraceno e creosoto no crescimento e na colonização micorrízica de Brachiaria brizantha e Pueraria phaseoloides. Antraceno e creosoto foram aplicados a um solo infestado com o fungo micorrízico Glomus etunicatum, sendo: antraceno nas concentrações de 0; 0,25; 0,5; 0,75 e 1 g kg-1 solo; e creosoto nas concentrações de 0; 0,5; 1; 2 e 3 g kg-1 solo. O solo com os tratamentos foi colocado em tubetes (290 cm³) e semeado com as plantas-teste, as quais foram cultivadas por seis semanas. Verificou-se que o antraceno não afetou o crescimento da puerária e teve pequeno estímulo no crescimento da braquiária na dose mais baixa, enquanto o creosoto reduziu o crescimento da braquiária e não teve efeito na puerária. Entretanto, ambos os contaminantes inibiram a colonização micorrízica da puerária, atingindo redução de cerca de 90 % em relação ao controle. Em concentrações bem inferiores às encontradas em solos contaminados, a colonização micorrízica foi inibida em 50 %, ficando evidente o potencial de impacto desses poluentes na relação planta-fungo micorrízico. Na braquiária não foi encontrada colonização micorrízica. Fica evidenciada a resposta diferenciada das duas espécies estudadas aos contaminantes e o acentuado efeito negativo destes sobre a colonização micorrízica. A puerária, por ter se mostrado insensível aos HAPs, nas concentrações estudadas, apresenta potencial para aplicação na fitorremediação de áreas impactadas por esses contaminantes.

Comunidades microbianas, atividade enzimática e fungos micorrízicos em solo rizosférico de "Landfarming" de resíduos petroquímicos

As raízes das plantas podem estimular a microbiota do solo, a qual pode contribuir para o aumento da eficiência do processo de remediação. Assim, avaliar a magnitude dos efeitos das raízes sobre a microbiota do solo é de grande interesse e de relevância prática e ecológica. Neste trabalho, avaliaram-se a densidade microbiana, a atividade enzimática, a estrutura da comunidade bacteriana e a presença de fungos micorrízicos arbusculares (FMAs) na rizosfera de plantas de ocorrência espontânea em solo de sistema de "landfarming" de resíduos petroquímicos. Avaliaram-se também solos rizosféricos de cinco plantas e solo-controle sem planta por meio de contagens de microrganismos em placas, eletroforese em gel com gradiente desnaturante (DGGE) de fragmentos do gene rRNA 16S, seqüenciamento genético, atividades enzimáticas, percentagem de colonização radicular e contagem e identificação de esporos de FMAs. As plantas estimularam a densidade microbiana total e da população de degradadores de antraceno, com contagens médias de 1,5 x 10(6) e 2,2 x 10(6) UFC g-1 no solo seco, respectivamente, enquanto, no solo sem planta, essas contagens foram de 5,7 x 10(5) e 2,9 x 10(5) UFC g-1 no solo seco para os respectivos grupos microbianos. As espécies de maior efeito foram Bidens pilosa e Eclipta alba. Entretanto, esses efeitos estimulantes não foram verificados para a atividade enzimática do solo. A colonização micorrízica das raízes (em torno de 40 %) e a densidade de esporos nos solos rizosféricos foram elevadas (entre 900 e 4.800 esporos por 50 cm³ de solo), sendo maior na Brachiaria decumbens. Foram identificadas quatro espécies de FMAs: Acaulospora morrowiae, Glomus intraradices, Paraglomus occultum e Archaeospora trappei. Com exceção de G. intraradices, essas espécies não foram observadas em áreas contaminadas por hidrocarbonetos de petróleo. A análise por DGGE revelou que os solos rizosféricos apresentaram comunidades bacteriana diferente do solo sem plantas. As bactérias degradadoras de antraceno isoladas apresentaram relação filogenética com os gêneros Streptomyces, Nocardioides, Arthrobacter, Pseudoxanthomonas e com gêneros não identificados das famílias Cellulomonadaceae, Xanthomonadaceae e Rhodobacteraceae, sendo quatro destes isolados pertencentes aos actinomicetos. Apenas Nocardioides e o gênero relacionado com a família Cellulomonadaceae foram relatados em áreas brasileiras contaminadas com hidrocarbonetos de petróleo. Conclui-se que as plantas estimulam o aumento da densidade de células bacterianas e alteram a comunidade microbiana do solo de "landfarming" de resíduo petroquímico.

GERENCIAMENTO DE SEDIMENTOS DO DESASSOREAMENTO DO RIO BELÉM NA ÁREA URBANA DE CURITIBA: UM ESTUDO DE CASO

Os sedimentos do rio Belém foram removidos, e a destinação incorreta deles pode provocar impactos ambientais e custos adicionais ao município. O objetivo deste trabalho foi avaliar as alternativas de destinação e uso de sedimentos removidos em desassoreamento do rio Belém em área urbana, com base na legislação ambiental brasileira. As avaliações de destinação, ou de uso ou de ambos, foram feitas a partir de uma avaliação química preliminar de contaminantes inorgânicos (Cd, Pb, Cu, Cr, Ni, Ag e Zn) e hidrocarbonetos aromáticos policíclicos (HAP) relacionada às atividades produtivas da região de contribuição do rio Belém. A avaliação das possíveis destinações e, ou, do uso do sedimento seguiu as normas e legislações ambientais brasileiras para diferentes matrizes, o que revelou ser complexa. Uma quantidade substancial de sedimentos pode ser usada para fins úteis, como solo, material de recuperação de áreas contaminadas, material de preenchimento de obras civis. Padrões ambientais específicos devem ser elaborados para discriminar usos e, ou, destinações de acordo com o desenvolvimento científico. Um protocolo de gerenciamento foi proposto, de forma a ser utilizado em futuras obras de desassoreamento.

Emissões de motor agrícola com o uso de diferentes tipos de diesel e concentrações de biodiesel na mistura combustível

Resumo: O objetivo deste trabalho foi quantificar o efeito do tipo de diesel e da concentração de biodiesel na mistura combustível sobre as emissões de gases por motor agrícola submetido a diferentes cargas. Foram testados dois tipos de diesel: S10, com baixo teor de enxofre; e S500, com alto teor de enxofre; bem como suas misturas com 5, 10, 15, 20, 50 e 100% de biodiesel. O motor, de quatro cilindros, turboalimentado e com 105 cv de potência máxima, foi submetido a oito modos de operação, sob diferentes rotações e torques. O ensaio seguiu a metodologia prevista na norma NBR ISSO 8174-4:2012, tendo-se analisado as emissões de O2, CO2, NO2, NO, CO e de hidrocarbonetos (HC). Somente as emissões de HC foram influenciadas pelo tipo de diesel utilizado. As emissões de NO2 e O2 aumentaram com o aumento da concentração de biodiesel na mistura, enquanto as emissões de CO2, NO, CO e HC diminuíram. A carga aplicada ao motor esteve diretamente relacionada às emissões, exceto para O2. O combustível S10, com 20% de biodiesel, reduz as emissões, em comparação ao diesel comercial (S500), sem perda no desempenho do motor.

Origin of oil in the Wilmington field in California

No presente trabalho, o autor trata da formação de campo petrolífero que se teria formado às expensas de organismos planctónicos, misturados com areia das dunas, material esse que teria sido transportado pelo vento. Refere-se, assim, o autor, ao campo petrolífero de "Wilmington", situado na Ilha Terminal, ao sul de Los Angeles, California. Esse campo, que já fora descrito, em 1943, por GILLULY & GRANT, faz parte do Mioceno e do Plioceno inferior, achando-se separado dos schistos Jurássicos metamórficos, por uma discordância localizada a 6.000 pés de profundidade. O conjunto das camadas petrolíferas alcança espessura de 1 .500 pés, sendo cada uma delas separada das outras por estratos do "siltstone" (siltito). O tamanho dos grãos, nos dois tipos de rochas, é o de depósitos eólicos, mas, ao contrário do que acontece em depósitos sub-aéreos, esses grãos são angulosos ou sub-angulosos. De acordo com MCNAUGHTON , esses depósitos se teriam formado em profundidade crescente, de 200 a 5.000 pés; esse fato, relacionado com as dimensões dos grãos, leva a crer que o material tenha sido transportado pelo vento. A sedimentação deu-se longe da costa, de maneira muito lenta, provavelmente em consequência de tempestades de excepcional intensidade. O petróleo teria sido produzido por organismos planctónicos que se teriam misturado com areia das dunas, sendo a velocidade da sedimentação desta, muito menor. Os cálculos indicam que foram armazenados somente 23% dos hidrocarbonetos que caíram sobre a areia de sedimentação, sob a forma de organismos mortos. M. V.

Influência de argilas pilarizadas na decomposição catalítica do óleo de andiroba

Amostras de esmectitas oriundas do estado do Pará, região amazônica, Brasil, foram usadas em processo de pilarização no presente estudo. As matrizes pilarizadas e natural foram caracterizadas usando DRX e analise textural usando isotermas de adsorção-desorção de nitrogênio. Os íons de intercalação (Al13, Ti, Zr) foram obtidos através de reações químicas com soluções de AlCl(3)6H2O/ NaOH, etoxido de titânio/HCl, acetato de zircônio / HCl. Os resultados obtidos com o processo de pilarização apresentaram aumento do espaçamento basal de 15,6 para 20, 64 Å e área superficial de 44 para 358 m²/g (Zr-PILC). A estabilidade térmica da argila natural foi melhorada com o processo de pilarização. O material resultante foi submetido a um processo catalítico de decomposição do óleo de andiroba em um reator de leito fixo a 673 ± 1 K. A atividade catalítica foi determinada pelo produto de decomposição resultante da reação química. Os parâmetros físico-químicos foram obtidos usando DRX, FTIR e análise textural. As argilas pilarizadas apresentaram alta acidez de Brønsted, com alta concentração de hidrocarbonetos aromáticos e baixa concentração de hidrocarbonetos alifáticos.

Desenvolvimento e aplicação de método GC-MS/MS para análise simultânea de 17 HPAs em material particulado atmosférico

Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) estão associados ao aumento da incidência de diversos tipos de cânceres no homem. Essas moléculas são formadas principalmente na queima incompleta de matéria orgânica, sendo encontradas em todos os compartimentos ambientais. Órgãos regulamentadores das áreas ambiental e de saúde ocupacional consideram 17 HPAs como contaminantes atmosféricos prioritários. Este trabalho apresenta um método para análise simultânea destes HPAs utilizando-se a cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massas operando no modo tandem (GC-MS/MS). Os limites de detecção e quantificação do método mostraram-se até 5 vezes inferiores aos obtidos no método GC-MS (SCAN). O método mostrou-se seletivo para análise de HPAs em extratos de amostras de material particulado atmosférico. Uma análise comparativa de dois sistemas de solventes (diclorometano/metanol 4:1 v/v e hexano/acetona 1:1 v/v) para a extração de HPAs, utilizando amostras de material particulado atmosférico, revelou que ambas as misturas de solventes possuem poder de extração semelhante. Os resultados sugerem que é possível realizar extração de HPAs de material particulado atmosférico em ultra-som com a mistura hexano/acetona (1:1), que é menos tóxica em relação à mistura diclorometano/metanol (4:1), bastante utilizada nestas análises, sem perdas significativas na exatidão do método.

Comportamento fotofísico do antraceno em sistemas micro-heterogêneos argila-surfactantes-íons metálicos

Argilas constituem uma classe de complexos micro-heterogêneos e podem ser utilizados como substrato para adsorção. O seu comportamento de sorção em fase sólida intensificada pela presença de surfactantes, argilas organofílicas, é um importante fenômeno explorado pela tecnologia ambiental para a remoção de compostos orgânicos policíclicos (hidrocarbonetos aromáticos policíclicos, HPA) da água, introduzidos no ambiente por fontes antropogênicas. Este trabalho tem por objetivo estudar o comportamento fotofísico do antraceno, como modelo de HPA, em sistemas micro-heterogêneos argila-surfactantes-íons metálicos (M(II)= Cd(II), Cu(II), Hg(II), Ni(II) e Pb(II); surfactantes: CTACl; SDS; TR-X100). Os estudos foram conduzidos pelo monitoramento na mudança das propriedades de fluorescência estática e na supressão da emissão do antraceno utilizado como sonda fluorescente. Como supressores foram utilizados os cátions metálicos: Cd(II), Cu(II), Hg(II), Ni(II) e Pb(II). O perfil do espectro de fluorescência e os resultados dos ensaios de supressão da fluorescência da sonda permitiram inferir na localização do sítio de solubilização do antraceno nos sistemas micro-heterogêneos estudados e na conseqüente organização dos mesmos.

Biorremediação de solos contaminados por petróleo e seus derivados

Em vista da eficiência comprovada da biorremediação na degradação de compostos tóxicos ao ser humano, como o benzeno, tolueno, etilbenzeno e xilenos (BTEX), diversas empresas, principalmente as relacionadas com consultorias e remediação ambiental, têm despertado grandes interesses pela implantação da biorremediação como opção para a reabilitação de áreas contaminadas. Em países desenvolvidos, como os Estados Unidos, Canadá e vários países da Europa, a técnica bioquímica de remediação vem sendo amplamente utilizada em trabalhos que se baseiam, por exemplo, no tratamento de solos contaminados por hidrocarbonetos de petróleo. Porém, ao contrário do que se tem notado nesses países, no Brasil, os projetos de biorremediação ainda estão no campo da teoria, com poucos casos práticos, embora exista uma probabilidade real de expansão. A esse despeito, uma das maiores pertinências dessa revisão é elucidar as vantagens que essa técnica pode oferecer quando é utilizada para a degradação de compostos, como os BTEX, em solos tipicamente brasileiros, cujas características físico-químicas contribuem, em muito, para a degradação desses contaminantes. Nessa conjuntura, pesquisas revelam que os fatores ambientais (como teores de umidade e oxigênio) e a disponibilidade de nutrientes nos solos, além das condições climáticas do Brasil, são bastante adequadas para o emprego dessa técnica. Isso pode trazer como vantagens, ótima relação custo-benefício e maior eficiência na degradação de compostos tóxicos e recalcitrantes frente à maioria das técnicas convencionais de remediação. Em síntese, a presente revisão busca enfocar o estado da arte das técnicas de biorremediação de contaminantes em solos, apresentando as mais atuais e recentes aplicações e inovações, tanto no âmbito nacional quanto no internacional.

Ação dos meios reativos peróxido de hidrogênio e carvão ativado na remediação de solos contaminados por BTEX

Esta pesquisa teve como objetivo avaliar o potencial das barreiras reativas permeáveis (BRP) na redução dos hidrocarbonetos aromáticos BTEX (Benzeno, Tolueno, Etilbenzeno e Xilenos) no solo, provenientes de vazamento de gasolina. O experimento foi conduzido em escala laboratorial, simulando dois tipos de BRP, denominadas de AS (H2O2 + solo) e de ACA (H2O2 + carvão ativado). Foram determinadas as concentrações dos BTEX na amostra da gasolina ao entrar na BRP e no percolado, em tempos de retenção preestabelecidos de 24; 36; 48; 60; 72 e 84 h, utilizando cromatografia gasosa. Os resultados obtidos mostraram que as duas barreiras reativas reduziram a concentração dos BTEX, próximo a níveis permissíveis de contaminação e de prevenção, e a barreira ACA apresentou os melhores resultados.

Fitorremediação de solos contaminados com herbicidas

A fitorremediação é uma técnica que objetiva a descontaminação de solo e água, utilizando-se como agente de descontaminação plantas. É uma alternativa aos métodos convencionais de bombeamento e tratamento da água, ou remoção física da camada contaminada de solo, sendo vantajosa principalmente por apresentar potencial para tratamento in situ e ser economicamente viável. Além disso, após extrair o contaminante do solo, a planta armazena-o para tratamento subseqüente, quando necessário, ou mesmo metaboliza-o, podendo, em alguns casos, transformá-lo em produtos menos tóxicos ou mesmo inócuos. A fitorremediação pode ser empregada em solos contaminados por substâncias inorgânicas e/ou orgânicas. Resultados promissores de fitorremediação já foram obtidos para metais pesados, hidrocarbonetos de petróleo, agrotóxicos, explosivos, solventes clorados e subprodutos tóxicos da indústria. A fitorremediação de herbicidas apresenta bons resultados para atrazine, tendo a espécie Kochia scoparia revelado potencial rizosférico para fitoestimular a degradação dessa molécula. Embora ainda incipiente no Brasil, já existem estudos sobre algumas espécies agrícolas cultivadas e espécies silvestres ou nativas da própria área contaminada, com o objetivo de selecionar espécies eficientes na fitorremediação do solo.

Composição química da cera epicuticular e caracterização da superfície foliar em genótipos de cana-de-açúcar

Objetivou-se neste trabalho avaliar a composição química da cera epicuticular e caracterizar a superfície foliar dos cultivares de cana-de-açúcar RB855113 (sensível à mistura de herbicidas trifloxysulfuron-sodium + ametryn), SP80-1842 e SP80-1816, do clone RB957689 (com média sensibilidade à mistura de herbicidas) e do cultivar RB867515 (tolerante). A cera epicuticular foi extraída e quantificada e os seus constituintes analisados por cromatografia a gás, acoplada a espectrômetro de massa (CG-EM). Para determinação da composição química, assim como a caracterização da superfície foliar dos cultivares avaliados, amostras de lâmina foliar foram coletadas e submetidas à microscopia eletrônica de varredura, para caracterização das faces adaxial e abaxial. A análise das amostras revelou a presença de hidrocarbonetos, esteróides, ésteres graxos, álcoois e aldeídos. A cera do cultivar sensível à mistura (RB855113) apresentou menor número de componentes químicos e predominância de ésteres graxos de cadeia mais curta que os encontrados nos demais cultivares, bem como pequena proporção de esteróides e hidrocarbonetos. Nos cultivares com média sensibilidade (SP80-1842 e RB867515), a cera apresentou maior proporção de hidrocarbonetos e esteróides. A cera do cultivar RB855113 apresentou polaridade intermediária, porém menos polar que a cera do cultivar RB867515 (tolerante à mistura). Não foram observadas diferenças marcantes entre os cultivares no que se refere à micromorfologia foliar.