Conciliação entre modelos de mecanismos avançados de oxidação eletroquímica

Many pollutants dumped in waterways, such as dyes and pesticides, have become so ubiquitous that they represent a serious threat to human health. The electrochemical oxidation is presented as an alternative clean, efficient and economic degradation of wastewater containing organic compounds and a number of advantages of this technique is to just not make use of chemical reagents, since only electrical energy is consumed during the removal of pollutants organic. However, despite being a promising alternative, still needs some tweaking in order to obtain better efficiency in the elimination of persistent pollutants. Thus, this study sought a relationship between a recently discovered phenomenon that reflects the participation of dissolved oxygen in solution in the electrochemical oxidation process, as an anomaly, present a kinetic model that shows instantaneous current efficiency (ICE) above 100% limited by theory, manifested for some experiments with phenolic compounds with H2SO4 or HClO4 as supporting electrolyte with electrodes under anodic oxidation on boron doped diamond (BDD). Therefore it was necessary to reproduce the data ICE exposes the fault model, and thus the 2-naphthol was used as phenolic compound to be oxidised at concentrations of 9, 12 and 15 mmol L-1, and H2SO4 and HClO4 to 1 mol L-1 as a supporting electrolyte under a current density of 30 mA cm-2 in an electrochemical reactor for continuous flow disk configuration, and equipped with anodes DDB at room temperature (25 oC). Experiments were performed using N2 like as purge gas for eliminate oxygen dissolved in solution so that its influence in the system was studied. After exposure of the anomaly of the ICE model and investigation of its relationship with dissolved O2, the data could be treated, making it possible for confirmation. But not only that, the data obtained from eletranálise and spectroscopic analysis suggest the involvement of other strongly oxidizing species (O3 (ozone) and O radicals and O2 -), since the dissolved O2 can be consumed during the formation of new strong oxidizing species, not considered until now, something that needs to be investigated by more accurate methods that we may know a little more of this system. Currently the performance of the electrocatalytic process is established by a complex interaction between different parameters that can be optimized, so it is necessary to the implementation of theoretical models, which are the conceptual lens with which researchers see

Homomorphic Sex Chromosomes and the Intriguing Y Chromosome of Ctenomys Rodent Species (Rodentia, Ctenomyidae)

Unlike the X chromosome, the mammalian Y chromosome undergoes evolutionary decay resulting in small size. This sex chromosomal heteromorphism, observed in most species of the fossorial rodent Ctenomys, contrasts with the medium-sized, homomorphic acrocentric sex chromosomes of closely related C. maulinus and C. sp. To characterize the sequence composition of these chromosomes, fluorescent banding, self-genomic in situ hybridization, and fluorescent in situ hybridization with an X painting probe were performed on mitotic and meiotic plates. High molecular homology between the sex chromosomes was detected on mitotic material as well as on meiotic plates immunodetected with anti-SYCP3 and anti-gamma H2AX. The Y chromosome is euchromatic, poor in repetitive sequences and differs from the X by the loss of a block of pericentromeric chromatin. Inferred from the G-banding pattern, an inversion and the concomitant prevention of recombination in a large asynaptic region seems to be crucial for meiotic X chromosome inactivation. These peculiar findings together with the homomorphism of Ctenomys sex chromosomes are discussed in the light of the regular purge that counteracts Muller's ratchet and the probable mechanisms accounting for their origin and molecular homology. (C) 2014 S. Karger AG, Basel

Imunocastração e ractopamina na dieta de suínos: implicações na qualidade de carne fresca e melhorada por injeção (enhancement)

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Imunocastração e ractopamina na qualidade de lombos suínos processados com sal e tripolifosfato

The objective of this work was to evaluate the effect of immunocastration and supplementation with ractopamine in the quality of pork loin enhanced with salt and sodium tripolyphosphate. Treatments consisted of the sexual condition of the swine (females, physically castrated and immunocastrated males) and supplementation or not with ractopamine in finishing diet. The loins subjected to the enhancement with sodium tripolyphosphate and salt were evaluated as to physical-chemical, microbiological, and sensory parameters. There was no interaction between sexual condition and ractopamine on fresh pork loin characteristics. The addition of ractopamine in the diet increased the shear force in fresh loins. There was also no effect of sexual condition nor of ractopamine in purge loss and loin protein content. Loins of immunocastrated animals had less weight loss by cooking, whereas loins of animals non-supplemented with ractopamine showed higher moisture than those supplemented. Enhancement decreases the shear force of the cuts, which was lower in the immunocastrated animals without ractopamine supplementation. Immunocastration provided pork loins with high a* and L* values. Differences in the appearance and texture of pork loins, regardless of sexual condition and ractopamine, are not perceived by consumers, showing that enhancement standardizes the cuts.

A sewage sludge co-composting process using respirometric monitoring method in hermetic rotary reactor

This paper has the objective of monitoring the biological activity of composting process of sewage sludge, sugarcane bagasse and ground coffee in a hermetic rotary reactor using the respirometric method in laboratory scale, in order to obtain parameters and system design for large scale projects. Another particularity of this study is the use of a hermetic reactor with gas purging cycles. Purging was performed when the percentage of oxygen reached less than 5%, thus eliminating the gaseous mixture (with elevated CO2 ratio) and the introduction of environmental air with around 21% of O2, successively until the compost was stabilized. The average purge intervals obtained were 29 h and 2 min with reactor rotation frequency of 15 min. The time of the compost stabilization was optimized in 60% if compared to the 90 days in the traditional method. The results obtained can be used to design the process in industrial scale using a simple O2 gas analyzer.

Konzeptionelle Entwicklung von Mikrokosmos-Experimenten zur Untersuchung der speziesspezifischen Transformationsprozesse des Quecksilbers mittels Isotopenverhältnisbestimmungen

Zur Untersuchung der speziesspezifischen Transformationsprozesse des Quecksilbers in der Umwelt wurden erstmalig Mikrokosmosexperimente unter Verwendung von isotopenangereicherten Verbindungen durchgeführt. Es wurden naturrelevante Bedingungen simuliert, um eine spätere Übertragbarkeit der Ergebnisse auf den biogeochemischen Kreislauf des Quecksilbers zu gewährleisten. Die aufgebauten Mikrokosmen bestanden aus Boden/Pflanzen/Luft-Kompartimenten. Der Boden der Mikrokosmen wurde mit isotopenangereicherten Quecksilberspezies dotiert. Durch die Verwendung von isotopenangereicherten Verbindungen, verbunden mit gleichzeitiger ICP/MS-Detektion, konnten auftretende Transformationsprozesse beobachtet werden. Die Messung der Quecksilberspezies erfolgte mittels GC-ICP/MS nach vorheriger Derivatisierung mit Natriumtetraethylborat und Anreicherung per 'purge and trap'.Die Massenspuren der einzelnen Quecksilberisotope wurden für alle Quecksilberspezies gemessen und daraus dann für jede Spezies die Isotopenverhältnisse gebildet. Bei einer Änderung des Isotopenverhältnisses kann von einer Speziestransformation ausgegangen werden.Aus den Mikrokosmosexperimenten, denen Methylquecksilber als angereicherte Isotopenverbindung zugegeben wurde, konnte gefolgert werden, dass Methylquecksilber im Boden zunächst zu anorganischem Quecksilber demethyliert wurde. Im Anschluss daran erfolgte eine Reduktion zu elementarem Quecksilber. Dieses gebildete elementare Quecksilber verflüchtigte sich nahezu vollständig (ca. 90-100%) vom Boden in die Atmosphäre.Bei der Zugabe von anorganischem Quecksilber als angereicherte Isotopenverbindung in den Boden wurde vorwiegend eine Reduktion zu elementarem Quecksilber beobachtet, das dann in die Atmosphäre emittiert. Es konnte aber auch eine geringe Methylierung (ca. 5%) zu Methylquecksilber beobachtet werden. Daraus kann gefolgert werden, dass die methylierten Quecksilberverbindungen eine wesentliche Rolle im natürlichen Kreislauf des Quecksilbers spielen.Parallel zu den Mikrokosmosexperimenten wurden Feldversuche in einem flussnahen Feuchtgebiet, aus dem auch der Boden für die Mikrokosmosexperimente entnommen worden war, durchgeführt. In den Feldversuchen wurden Quecksilberkonzentrationen und der Quecksilberfluss zwischen dem Boden und der Atmosphäre mit Hilfe von Flusskammerexperimenten bestimmt. Es konnten mit Hilfe von Mikrokosmen, die natürliche Verhältnisse simulieren sollten, und mit Hilfe verschieden angereicherter Isotopenspikes erstmals Speziestransformationen des Quecksilbers direkt beobachtet werden. Die GC-ICP/MS-Methode ermöglichte eine eindeutige Identifikation von Edukt und Produkt der jeweiligen Umwandlung. Allerdings wurde die Untersuchung eingeschränkt durch die irreversiblen biologischen Veränderungen in den eingesetzten Mikrokosmen nach über einer Woche und durch die Notwendigkeit, vergleichsweise hohe Konzentrationen der Spikes einzusetzen, um eine statistisch signifikante Auswertung der Veränderung der Isotopenverhältnisse zu erreichen. Somit sind Mikrokosmosexperimente nur eingeschränkt für Untersuchungen des Quecksilberverhaltens geeignet.Im Rahmen dieser Arbeit ist es aber gelungen, die Mikrokosmenexperimente unter Verwendung von isotopenangereicherten Verbindungen und der GC-ICP/MS-Methode als leistungsstarkes Verfahren zur Beobachtung von Speziestransformationsprozessen des Quecksilbers zu etablieren.

Weiterentwicklung einer GC/AFD-Methode zur Bestimmung von Methylquecksilberverbindungen in der Umwelt und deren Anwendung in anthropogen beeinflussten und unbeeinflussten Regionen

Zusammenfassung Quecksilber kommt in der Natur in seinen vier umweltrelevanten Spezies Hg0, Hg2+, Me2Hg, MeHg+ vor. Die methylierten Spezies wurden dabei in der Vergangenheit aufgrund ihres relativ geringen Anteils am Gesamtquecksilber oft vernachlässigt. Me2Hg und MeHg+ spielen aber eine wichtige Rolle als intermediäre Transportspezies im Quecksilberkreislauf, und eine richtige Analytik dieser Verbindungen ist daher notwendig. Die GC/AFD-Methode (Gaschromatographie/Atomfluoreszenzdetektion) in Verbindung mit einem Purge&Trap-Probenaufgabesystem ermöglicht eine nachweisstarke Analytik dieser Verbindungen in Umweltproben. Dabei müssen die ionischen Quecksilberverbindungen MeHg+ und Hg2+ derivatisiert werden, um sie einer gaschromatographischen Trennung zugänglich zu machen.Das bestehende Verfahren wurde im Rahmen dieser Arbeit mit Hilfe einer alternativen Derivatisierungsmethode verbessert. Das optimierte Verfahren erlaubt auch eine Analyse von MeHg+-Gehalten in Proben mit hoher Chloridbelastung. Solche Proben konnten mit der herkömmlichen Ethylierung als Derivatisierungsmethode nicht analysiert werden, da während der Derivatisierung eine Umwandlung des MeHg+ zu Hg0 auftritt. Bei der Propylierung findet keine solche Transformation statt und sie ist daher eine hervorragende Ergänzung der bestehenden Methode.Die GC/AFD-Methode wurde zur Quecksilberspeziation in der Antarktis als Beispiel für ein anthropogen unbeeinflusstes Gebiet verwendet. Dabei konnten methylierte Quecksilberverbindungen im Meerwasser, in der Atmosphäre und erstmals im antarktischen Schnee nachgewiesen werden und somit die bedeutende Rolle der methylierten Quecksilberspezies am biogeochemischen Stoffkreislauf des Quecksilbers in dieser Region gezeigt werden. Vergleiche mit einer kontinentalen Region zeigten, dass dort MeHg+ und Me2Hg wesentlich weniger produziert bzw. schneller abgebaut werden.

Entwicklung einer online Kopplungsmethode von GC mit ECD- und ICPMS-Detektion zur Bestimmung biogener leichtflüchtiger bromierter und iodierter Kohlenwasserstoffe in Meerwasser und der Atmosphäre

In dieser Arbeit wurde ein zweidimensionales Kopplungssystem zur Bestimmung von leichtflüchtigen bromierten und iodierten Kohlenwasserstoffen (LHKW) in Wasser- und Luftproben entwickelt. Hierzu wurde ein Gaschromatograph mit einem Elektroneneinfangdetektor (ECD) on-line an ein elementselektives induktiv gekoppeltes Plasma-Massenspektrometer (ICPMS) gekoppelt. Dieses extrem nachweisstarke Analysensystem ermöglicht eine simultane Identifizierung unbekannter und koeluierender Peaks sowie eine vereinfachte Quantifizierung mittels ICPMS. Beim Vergleich des GC-ECD-ICPMS-Kopplungssystem mit den herkömmlichen Detektionsmethoden wie dem Massenspektrometer mit Elektronenstoss-Ionisation und dem Atomemissionsdetektor mit mikrowelleninduziertem Plasma schnitt das neu entwickelte Kopplungssystem ausgezeichnet ab. Für die Isolierung der LHKW aus Meerwasserproben wurde die Purge und Trap Technik verwendet, Luftproben wurden durch Besaugung auf Adsorptionsmaterial angereichert. Im Rahmen des BMBF-Teilprojektes ReHaTrop/AFOHAL wurden im August 2001 und im April/Mai 2002 an der Deutschen Nordseeküste Probenahmen durchgeführt. Die Konzentrationen der Wasserproben lagen im Bereich von 0,1-158 ng L-1, die der Luftproben im Bereich von 0,01-470 pptv. Die Messungen bestätigen die wichtige Rolle von Makroalgen im Zusammenhang mit der Produktion von halogenierten Kohlenwasserstoffen. Die Konzentration der iodierten und bromierten Kohlenwasserstoffe war immer höher in Proben, die direkten Kontakt mit Makroalgen hatten. Inkubationsexperimente zeigen für verschiedene braune und grüne Makroalgen individuelle „Fingerprints“ der biogenen LHKW-Produktion. Bei den Messungen an der Nordseeküste wurden Abhängigkeiten zwischen den LHKW und meteorologischen Parametern gefunden.

Untersuchungen zur mikrobiellen Methylquecksilberbildung in Termiten und im Faulschlamm

Im Rahmen dieser Arbeit wurde erstmalig eine in vivo Methylierung von Quecksilber in Insekten nachgewiesen. Des Weiteren wurde die Kinetik der Quecksilbermethylierung im Faulschlamm untersucht und eine Identifizierung der für die Methylierung verantwortlichen Bakteriengruppe durchgeführt. Die Methylquecksilberbestimmung erfolgte mittels Purge&Trap Gaschromatographie-Atomfluoreszenzspektrometrie nach einer sauren Phasenextraktion. Zur Untersuchung einer in vivo Methylquecksilberbildung in Insekten wurde die australischen Termite Mastotermes darwiniensis als Modellorganismus verwandt. Den Tieren wurde über einen Zeitraum von vierzehn Tagen Quecksilber(II)chlorid in unterschiedlichen Konzentrationen mit der Nahrung zugeführt und anschließend die Methylquecksilberkonzentration in den Termiten bestimmt. Mit zunehmender Quecksilberkonzentration in der Nahrung (0 µg bis 150 µg Hg2+/g) stieg die Methylquecksilberkonzentration von ca. 5 ng auf 53,8 ng pro g Termite Trockengewicht. Bei höheren Quecksilberkonzentrationen in der Nahrung wurde kein weiterer Anstieg in der Methylquecksilberkonzentration in den Termiten festgestellt. Die Untersuchung der Methylquecksilberbildung im Faulschlamm des Klärwerks Mainz-Mombach zeigte, dass die Methylquecksilberkonzentration zu Beginn der Inkubationsphase rasch anstieg und mit zunehmender Inkubationsdauer eine Sätti-gung erreichte. Nach 164 Stunden waren insgesamt 2,6 % des eingesetzten Quecksilbers zu Methylquecksilber umgesetzt. Anhand von Hemmstoffversuchen wurden Sulfat-reduzierende Bakterien als hauptverantwortliche Organismengruppe für die Quecksilbermethylierung identifiziert.

Theoretical and Experimental Analysis of micro-CHP Energy Systems

In the framework of the micro-CHP (Combined Heat and Power) energy systems and the Distributed Generation (GD) concept, an Integrated Energy System (IES) able to meet the energy and thermal requirements of specific users, using different types of fuel to feed several micro-CHP energy sources, with the integration of electric generators of renewable energy sources (RES), electrical and thermal storage systems and the control system was conceived and built. A 5 kWel Polymer Electrolyte Membrane Fuel Cell (PEMFC) has been studied. Using experimental data obtained from various measurement campaign, the electrical and CHP PEMFC system performance have been determinate. The analysis of the effect of the water management of the anodic exhaust at variable FC loads has been carried out, and the purge process programming logic was optimized, leading also to the determination of the optimal flooding times by varying the AC FC power delivered by the cell. Furthermore, the degradation mechanisms of the PEMFC system, in particular due to the flooding of the anodic side, have been assessed using an algorithm that considers the FC like a black box, and it is able to determine the amount of not-reacted H2 and, therefore, the causes which produce that. Using experimental data that cover a two-year time span, the ageing suffered by the FC system has been tested and analyzed.

Food intake in nonpurging obese women who binge eat before and after a behavioral weight loss program

Little is known about the impact of behavioral programs to decrease binge eating in obese persons who do not purge. This study was conducted to compare the amount of change in the reduction of binge days and selected nutrients in women who had joined a behavioral weight loss program. Forty-six women in the behavioral self management (BSM) group and thirty-six women in the Wait List Control (WLC) groups completed seven day food records at baseline and six months. These records were analyzed for calories, percentage of calories from protein, carbohydrate, fat and dietary fiber/ 1000 calories and were marked as "binge" or "nonbinge" days. Foods were also divided into 12 food groups but only six contributing to fat intake were chosen for analysis: dairy; fat; grains and starchy vegetables; meat, fish, and poultry; meat, fish, and poultry combinations; snacks and desserts. At six months, there was no difference in the amount of change in any of the selected nutrients between the BSM and WLC groups or in the amount of change within each food group except in the meat, fish, and poultry combination and in the snacks and desserts groups because both groups experienced similar changes at six months. Binge and nonbinge day nutrient analysis by BSM and WLC showed that at baseline and six months within the BSM group, calories increased significantly on binge days. Within the WLC group at six months, percentage of calories from protein was significantly decreased on binge days.^ The significant finding of this study was the reduction in the amount of change in the number of binge days at six months between the BSM and WLC groups ($-$2.2 versus $-$1.1 respectively). These data suggest that behavioral programs can successful reduce binge days, but that significant change in food intake may require more intensive treatment. ^

Concentration of C2-C6 hydrocarbon gases in dry sediments of ODP Sites 180-1109 and 180-1115

Low molecular weight hydrocarbon (LMWH) distributions were examined in sediments from Sites 1109 and 1115 in the western Woodlark Basin using purge-trap thermal adsorption/desorption gas analysis. A number of different hydrocarbon components >C1, which were not detected during shipboard gas analysis, were detected at both sites using the purge-trap procedure. Concentrations of ethane, propane, and butane remained relatively low (<100 pmol/g) throughout Site 1109 and had no consistent trend with depth. In contrast, the longer-chain components increased in concentration with depth. Hexane concentrations rose to 716 pmol/g at the base of the site with a concomitant increase in both 2-methyl- and 3-methylpentane. At Site 1115, concentrations of ethane, propane, butane, and isobutylene + 1-butene remained low (<60 pmol/g) throughout the site and again had no consistent trend with depth. 2-Methylpentane, 3-methylpentane, and hexane concentrations had a subsurface maximum that coincided with sediments containing abundant plant-rich material. The LMWH downhole profiles plus low in situ temperatures suggest that the LMWH components were formed in situ by low-temperature biological processes. Purge-trap analysis has indicated the presence of some unexpected deep low-temperature bacterial reactions, which demonstrates that further analysis of LMWH may provide valuable information at future Ocean Drilling Program sites.

Methanol and ethanol analysis in marine sediment pore water

Low-molecular-weight (LMW) alcohols are produced during the microbial degradation of organic matter from precursors such as lignin, pectin, and carbohydrates. The biogeochemical behavior of these alcohols in marine sediment is poorly constrained but potentially central to carbon cycling. Little is known about LMW alcohols in sediment pore waters because of their low concentrations and high water miscibility, both of which pose substantial analytical challenges. In this study, three alternative methods were adapted for the analysis of trace amounts of methanol and ethanol in small volumes of saline pore waters: direct aqueous injection (DAI), solid-phase microextraction (SPME), and purge and trap (P&T) in combination with gas chromatography (GC) coupled to either a flame ionization detector (FID) or a mass spectrometer (MS). Key modifications included the desalination of samples prior to DAI, the use of a threaded midget bubbler to purge small-volume samples under heated conditions and the addition of salt during P&T. All three methods were validated for LMW alcohol analysis, and the lowest detection limit (60 nM and 40 nM for methanol and ethanol, respectively) was achieved with the P&T technique. With these methods, ambient concentrations of volatile alcohols were determined for the first time in marine sediment pore waters of the Black Sea and the Gulf of Mexico. A strong correlation between the two compounds was observed and tentatively interpreted as being controlled by similar sources and sinks at the examined stations.

Lead isotopes of feldspar in North Atlantic Ocean sediments

The provenance of ice-rafted debris (IRD) deposited in the North Atlantic before, during, and after Heinrich event 2 has been determined through measuring the lead isotopic composition of single feldspar grains and multiple-grain composites from the larger than 150-µm size fraction, from cores from the eastern and western North Atlantic and from the Labrador Sea. Single-grain analyses are used to identify the specific continental sources of the IRD, whereas composite samples are used to assess the relative IRD contributions from different sources. All single grains from Heinrich layer 2 (H 2) as well as H 2 composites plot along a correlation line on a 207Pb/204Pb versus 206Pb/204Pb diagram characteristic of the Churchill province of the Canadian shield. This is yet another strong piece of evidence that this Heinrich event was dominated by a massive iceberg discharge of the Laurentide ice sheet lobe located over Hudson Bay. In contrast, single grains from the ambient glacial sediment (above and below H 2) have multiple sources: many of them also lie along the correlation line with H 2 grains, but many others have Pb signatures consistent with derivation from the Grenville province and the Appalachian range in North America and possibly from Scandinavia and Greenland. Composites from the ambient sediment generally lie well to the right of the H 2 reference line in agreement with the results of the single-grain analyses. The evidence provided by lead isotopes regarding the dominant role played by the Hudson Bay lobe of the Laurentide ice sheet in the development of the Heinrich events lends support to the binge/purge model advanced by MacAyeal [1993a, b] that invokes trapping of geothermal heat by the base of the icecap and subsequent basal melting as the mechanism that triggered the Heinrich events.