The effect of different levels of dietary crude protein on urea metabolism of rusa deer (Cervus timorensis)

Two experiments were conducted to measure urea recycling and rumen flow dynamics in young rusa deer fed low (LP) or high (HP) protein diets. Pool size and flux rate of labelled urea. into and out of the blood pool were measured using single intravenous (i.v.) injection solutions containing [C-14] - and [N-15]-urea. A curve peeling technique was used to fit the enrichment of N-15 or specific radioactivity (SRA) of C-14 to exponential equations. Body urea-N pool size was significantly greater (P < 0.05) when a HP, compared to a LP diet, was fed. Urea space, expressed as a percent of live weight, total flux rate of urea through the blood pool and the irreversible loss of urea was similar for both diets. The mean (+/- S.E.M.) concentration of plasma urea-N was greater when animals were fed the HP diet compared to the LP diet (2 1.1 +/- 0.3 versus 14.4 +/- 1.4 mg/100 ml, respectively). Voluntary feed intake and digestibility of dietary components were also measured. Daily dry matter intakes were not affected by the crude protein (CP) content of the diet, although apparent DM digestibility was significantly greater for HP diet fed in both experiments. An intraruminal infusion of CrEDTA was used to determine rumen flow dynamics. Ruminal mean retention time, relative net outflow rate of water and passage rate constant (k(w)) were significantly greater (P < 0.05) when the HP diet was fed compared to the LP diet. The extent of urea metabolism and flux rates of urea between the blood and secondary pools appear similar to those previously reported for other ruminants fed diets contrasting in CP content. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Analysis of rubber vulcanisates

A study has been made, using High Pressure Liquid Chromatography, of the migration of TMQ (a quinoline type) and 6PPD (a paraphenylenediamine type) antidegradants from a tyre sidewall compound into adjacent casing and liner compounds containing no antidegradant. Migration takes place at a rapid rate, even during the vulcanisation of the composite. After 4000 hours ageing in nitrogen at 100oC, there is a higher level of antidegradants in the casing than in the sidewall. An equilibrium distribution is not obtained. After 114 days at 50oC in 95% relative humidity, the level of solvent extractable 6PPD fell to zero, but subsequent ageing for 2 years in 50 pphm ozone showed no evidence of sidewall cracking. It is suggested that the antidegradant is still active but linked to the polymer chain. An analytical method, for the type and amount of sulphenamide accelerators in vulcanised rubber compounds, has been developed. During the vulcanisation process, the accelerators decay, liberating specific amines which have been solvent extracted, derivatised with 1-chloro-2,4-dinitrobenzene and the yellow coloured zwitter ion analysed using High Pressure Liquid Chromatography. The decay of the accelerator and sulphur during the vulcanisation process, has been studied. It has been demonstrated that the sulphur crosslinking with a styrenebutadiene polymer is a first order reaction, after an initial period during which the accelerator content falls to zero. Variations in sulphur to accelerator ratios gave consistent rate constants for the crosslinking, except for a sulphur level of less than 1% by weight and a ratiio of accelerator to sulphur of 1:1.3. The retention time of the reaction product between sulphur and accelerator from an HPLC column changes with cure time, showing that the precurser to crosslinking is an ever changing material. One of these reaction products has been analysed.

Fish farm effluent control and the development of an expert system

In recent years, freshwater fish farmers have come under increasing pressure from the Water Authorities to control the quality of their farm effluents. This project aimed to investigate methods of treating aquacultural effluent in an efficient and cost-effective manner, and to incorporate the knowledge gained into an Expert System which could then be used in an advice service to farmers. From the results of this research it was established that sedimentation and the use of low pollution diets are the only cost effective methods of controlling the quality of fish farm effluents. Settlement has been extensively investigated and it was found that the removal of suspended solids in a settlement pond is only likely to be effective if the inlet solids concentration is in excess of 8 mg/litre. The probability of good settlement can be enhanced by keeping the ratio of length/retention time (a form of mean fluid velocity) below 4.0 metres/minute. The removal of BOD requires inlet solids concentrations in excess of 20 mg/litre to be effective, and this is seldom attained on commercial fish farms. Settlement, generally, does not remove appreciable quantities of ammonia from effluents, but algae can absorb ammonia by nutrient uptake under certain conditions. The use of low pollution, high performance diets gives pollutant yields which are low when compared with published figures obtained by many previous workers. Two Expert Systems were constructed, both of which diagnose possible causes of poor effluent quality on fish farms and suggest solutions. The first system uses knowledge gained from a literature review and the second employs the knowledge obtained from this project's experimental work. Consent details for over 100 fish farms were obtained from the public registers kept by the Water Authorities. Large variations in policy from one Authority to the next were found. These data have been compiled in a computer file for ease of comparison.

Evaluation of options for energy recovery from municipal solid waste in India using the hierarchical analytical network process

In this paper a Hierarchical Analytical Network Process (HANP) model is demonstrated for evaluating alternative technologies for generating electricity from MSW in India. The technological alternatives and evaluation criteria for the HANP study are characterised by reviewing the literature and consulting experts in the field of waste management. Technologies reviewed in the context of India include landfill, anaerobic digestion, incineration, pelletisation and gasification. To investigate the sensitivity of the result, we examine variations in expert opinions and carry out an Analytical Hierarchy Process (AHP) analysis for comparison. We find that anaerobic digestion is the preferred technology for generating electricity from MSW in India. Gasification is indicated as the preferred technology in an AHP model due to the exclusion of criteria dependencies and in an HANP analysis when placing a high priority on net output and retention time. We conclude that HANP successfully provides a structured framework for recommending which technologies to pursue in India, and the adoption of such tools is critical at a time when key investments in infrastructure are being made. Therefore the presented methodology is thought to have a wider potential for investors, policy makers, researchers and plant developers in India and elsewhere. © 2013 Elsevier Ltd. All rights reserved.

The development of optimized high performance liquid chromatography systems for the analysis of improvised explosives

Existing instrumental techniques must be adaptable to the analysis of novel explosives if science is to keep up with the practices of terrorists and criminals. The focus of this work has been the development of analytical techniques for the analysis of two types of novel explosives: ascorbic acid-based propellants, and improvised mixtures of concentrated hydrogen peroxide/fuel. In recent years, the use of these explosives in improvised explosive devices (IEDs) has increased. It is therefore important to develop methods which permit the identification of the nature of the original explosive from post-blast residues. Ascorbic acid-based propellants are low explosives which employ an ascorbic acid fuel source with a nitrate/perchlorate oxidizer. A method which utilized ion chromatography with indirect photometric detection was optimized for the analysis of intact propellants. Post-burn and post-blast residues if these propellants were analyzed. It was determined that the ascorbic acid fuel and nitrate oxidizer could be detected in intact propellants, as well as in the post-burn and post-blast residues. Degradation products of the nitrate and perchlorate oxidizers were also detected. With a quadrupole time-of-flight mass spectrometer (QToFMS), exact mass measurements are possible. When an HPLC instrument is coupled to a QToFMS, the combination of retention time with accurate mass measurements, mass spectral fragmentation information, and isotopic abundance patterns allows for the unequivocal identification of a target analyte. An optimized HPLC-ESI-QToFMS method was applied to the analysis of ascorbic acid-based propellants. Exact mass measurements were collected for the fuel and oxidizer anions, and their degradation products. Ascorbic acid was detected in the intact samples and half of the propellants subjected to open burning; the intact fuel molecule was not detected in any of the post-blast residue. Two methods were optimized for the analysis of trace levels of hydrogen peroxide: HPLC with fluorescence detection (HPLC-FD), and HPLC with electrochemical detection (HPLC-ED). Both techniques were extremely selective for hydrogen peroxide. Both methods were applied to the analysis of post-blast debris from improvised mixtures of concentrated hydrogen peroxide/fuel; hydrogen peroxide was detected on variety of substrates. Hydrogen peroxide was detected in the post-blast residues of the improvised explosives TATP and HMTD.

The Development of High Performance Liquid Chromatography Systems for the Analysis of Improvised Explosives

Existing instrumental techniques must be adaptable to the analysis of novel explosives if science is to keep up with the practices of terrorists and criminals. The focus of this work has been the development of analytical techniques for the analysis of two types of novel explosives: ascorbic acid-based propellants, and improvised mixtures of concentrated hydrogen peroxide/fuel. In recent years, the use of these explosives in improvised explosive devices (IEDs) has increased. It is therefore important to develop methods which permit the identification of the nature of the original explosive from post-blast residues. Ascorbic acid-based propellants are low explosives which employ an ascorbic acid fuel source with a nitrate/perchlorate oxidizer. A method which utilized ion chromatography with indirect photometric detection was optimized for the analysis of intact propellants. Post-burn and post-blast residues if these propellants were analyzed. It was determined that the ascorbic acid fuel and nitrate oxidizer could be detected in intact propellants, as well as in the post-burn and post-blast residues. Degradation products of the nitrate and perchlorate oxidizers were also detected. With a quadrupole time-of-flight mass spectrometer (QToFMS), exact mass measurements are possible. When an HPLC instrument is coupled to a QToFMS, the combination of retention time with accurate mass measurements, mass spectral fragmentation information, and isotopic abundance patterns allows for the unequivocal identification of a target analyte. An optimized HPLC-ESI-QToFMS method was applied to the analysis of ascorbic acid-based propellants. Exact mass measurements were collected for the fuel and oxidizer anions, and their degradation products. Ascorbic acid was detected in the intact samples and half of the propellants subjected to open burning; the intact fuel molecule was not detected in any of the post-blast residue. Two methods were optimized for the analysis of trace levels of hydrogen peroxide: HPLC with fluorescence detection (HPLC-FD), and HPLC with electrochemical detection (HPLC-ED). Both techniques were extremely selective for hydrogen peroxide. Both methods were applied to the analysis of post-blast debris from improvised mixtures of concentrated hydrogen peroxide/fuel; hydrogen peroxide was detected on variety of substrates. Hydrogen peroxide was detected in the post-blast residues of the improvised explosives TATP and HMTD.

Assessment of the Spatial and Temporal Distribution of Functional Connectivity in Resting-State BOLD fMRI

Recent research into resting-state functional magnetic resonance imaging (fMRI) has shown that the brain is very active during rest. This thesis work utilizes blood oxygenation level dependent (BOLD) signals to investigate the spatial and temporal functional network information found within resting-state data, and aims to investigate the feasibility of extracting functional connectivity networks using different methods as well as the dynamic variability within some of the methods. Furthermore, this work looks into producing valid networks using a sparsely-sampled sub-set of the original data.

In this work we utilize four main methods: independent component analysis (ICA), principal component analysis (PCA), correlation, and a point-processing technique. Each method comes with unique assumptions, as well as strengths and limitations into exploring how the resting state components interact in space and time.

Correlation is perhaps the simplest technique. Using this technique, resting-state patterns can be identified based on how similar the time profile is to a seed region’s time profile. However, this method requires a seed region and can only identify one resting state network at a time. This simple correlation technique is able to reproduce the resting state network using subject data from one subject’s scan session as well as with 16 subjects.

Independent component analysis, the second technique, has established software programs that can be used to implement this technique. ICA can extract multiple components from a data set in a single analysis. The disadvantage is that the resting state networks it produces are all independent of each other, making the assumption that the spatial pattern of functional connectivity is the same across all the time points. ICA is successfully able to reproduce resting state connectivity patterns for both one subject and a 16 subject concatenated data set.

Using principal component analysis, the dimensionality of the data is compressed to find the directions in which the variance of the data is most significant. This method utilizes the same basic matrix math as ICA with a few important differences that will be outlined later in this text. Using this method, sometimes different functional connectivity patterns are identifiable but with a large amount of noise and variability.

To begin to investigate the dynamics of the functional connectivity, the correlation technique is used to compare the first and second halves of a scan session. Minor differences are discernable between the correlation results of the scan session halves. Further, a sliding window technique is implemented to study the correlation coefficients through different sizes of correlation windows throughout time. From this technique it is apparent that the correlation level with the seed region is not static throughout the scan length.

The last method introduced, a point processing method, is one of the more novel techniques because it does not require analysis of the continuous time points. Here, network information is extracted based on brief occurrences of high or low amplitude signals within a seed region. Because point processing utilizes less time points from the data, the statistical power of the results is lower. There are also larger variations in DMN patterns between subjects. In addition to boosted computational efficiency, the benefit of using a point-process method is that the patterns produced for different seed regions do not have to be independent of one another.

This work compares four unique methods of identifying functional connectivity patterns. ICA is a technique that is currently used by many scientists studying functional connectivity patterns. The PCA technique is not optimal for the level of noise and the distribution of the data sets. The correlation technique is simple and obtains good results, however a seed region is needed and the method assumes that the DMN regions is correlated throughout the entire scan. Looking at the more dynamic aspects of correlation changing patterns of correlation were evident. The last point-processing method produces a promising results of identifying functional connectivity networks using only low and high amplitude BOLD signals.

Treatment of phenanthrene and benzene using microbial fuel cells operated continuously for possible in situ and ex situ applications

Bioelectrochemical systems could have potential for bioremediation of contaminants either in situ or ex situ. The treatment of a mixture of phenanthrene and benzene using two different tubular microbial fuel cells (MFCs) designed for either in situ and ex situ applications in aqueous systems was investigated over long operational periods (up to 155 days). For in situ deployments, simultaneous removal of the petroleum hydrocarbons (>90% in term of degradation efficiency) and bromate, used as catholyte, (up to 79%) with concomitant biogenic electricity generation (peak power density up to 6.75 mWm−2) were obtained at a hydraulic retention time (HRT) of 10 days. The tubular MFC could be operated successfully at copiotrophic (100 ppm phenanthrene, 2000 ppm benzene at HRT 30 days) and oligotrophic (phenanthrene and benzene, 50 ppb each, HRT 10 days) substrate conditions suggesting its effectiveness and robustness at extreme substrate concentrations in anoxic environments. In the MFC designed for ex situ deployments, optimum MFC performance was obtained at HRT of 30 h giving COD removal and maximum power output of approximately 77% and 6.75 mWm−2 respectively. The MFC exhibited the ability to resist organic shock loadings and could maintain stable MFC performance. Results of this study suggest the potential use of MFC technology for possible in situ/ex situ hydrocarbon-contaminated groundwater treatment or refinery effluents clean-up, even at extreme contaminant level conditions.

Evaluación de vetiver (Chrysopogon zizanioides) y la elefanta (Pennisetum purpureum) en el diseño de humedales artificiales

En este trabajo se presenta la descripción e investigación en la evaluación de vetiver (Chrysopogon zizanioides) y la elefanta (Pennisetum purpureum) en el diseño de humedales artificiales. Para el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico, siendo la vegetación uno de los principales componentes de estos sistemas de tratamientos no convencionales. Muchos \sistemas naturales" están siendo considerados con el propósito del tratamiento del agua residual y control de la contaminación del agua, debido a su alta fiabilidad ambiental y los bajos costos de construcción y mantenimiento, es el caso de los humedales artificiales. El interés en los sistemas naturales está basado en la conservación de los recursos asociados con estos sistemas como opuesto al proceso de tratamiento convencional de aguas residuales que es intensivo respecto al uso de energía y químicos. Los wetlands o humedales artificiales constituyen una alternativa de tratamiento debido a su alta eficiencia de remoción de contaminantes, a su bajo costo de instalación y mantenimiento y a su alta fiabilidad ambiental, generalmente un humedal artificial esta constituido por un medio de soporte el cual generalmente es arena o grava, vegetación y microorganismos o biopelícula los cuales llevan los diferentes procesos bioquímicos para remover los contaminantes del afluente. El objetivo general de este trabajo ha sido: Evaluar la eficiencia de remoción de materia orgánica, sólidos, nitrógeno y fósforo total de dos especies de plantas: vetiver (Chrysopogon zizanioides) y la elefanta (Pennisetum purpureum), en el diseño de humedales artificiales para el tratamiento de aguas residuales de origen doméstico. Los humedales artificiales o sistemas pilotos, se encuentran ubicados en la universidad de Medellín y reciben una preparación de agua sintética, que asemeja a las características de un agua residual de origen doméstico. En el presente trabajo se evalúa el porcentaje de remoción de la carga orgánica de aguas residuales, en un sistema de tratamiento por humedales artificiales con dos especies vegetales. El sistema fue diseñado con tres módulos instalados de manera adjunta. En el primero no se integra ninguna especie vegetal, solo el medio de sustrato el cual constituye el blanco (-), en el segundo se integraron organismos de la especie vetiver (Chrysopogon zizanioides), en el tercer sistema piloto, organismos de la especie elefanta (Pennisetum purpureum) y en el cuarto organismos de la especie papiro japones (Cyperus alternifolius), los cuales constituyen el control positivo (+). Los módulos experimentales fueron limpiados, cortados y adecuados acorde al montaje inicial de las plantas y al espacio requerido para su disposición. A cada sistema piloto se le agrega medio de soporte constituido por grava (5 a 10 cm) y arena (15 a 20 cm), el sustrato es evaluado y caracterizado por su diámetro nominal, posterior en cada sistema se siembran las especies en un área de 3x3 y cada humedal por dos semanas se adecua bajo la solución de Hoagland y Arnon y régimen de humedad. En el agua sintética se analizaron los siguientes parámetros: pH, sólidos totales, sólidos suspendido totales, sólidos disueltos totales, demanda química de oxígeno (DQO), demanda bioquímica de oxígeno (DBO5), nitrógeno total (NTK) y fosforo total (PT). También se realizó la determinación del crecimiento de las plantas a partir del incremento de biomasa, porosidad de la raíz y de igual forma se determina NTK y PT. Los resultados demostraron que el sistema es una opción para la remoción de la carga orgánica y de nutrientes en aguas residuales de origen doméstico, de bajo costo de operación y mantenimiento, especialmente se observa que las plantas que crecen en sistemas de régimen de humedad ácuico y ústico, tienden a tener una mayor recepción y adaptación en los humedales artificiales pilotos, es el caso de la elefanta (Pennisetum purpureum), el cual presenta las más altas tasas de remoción de contaminantes y nutrientes en el afluente, seguido por el papiro japonés (Cyperus alternifolius) y el vetiver (Chrysopogon zizanioides), respecto a tasas de remoción. La remoción de contaminantes que se presentan más altos respectivamente, constituyen sólidos en primera instancia, seguido por la demanda bioquímica de oxigeno (DBO5), demanda química de oxígeno (DQO), nitrógeno total (NTK) y fósforo total (PT), estos últimos presentan una baja tasa de remoción, debido a la naturaleza misma del contaminante, a los organismos que realizan la remoción y absorción y al tiempo de retención que se elige, el cual influye en la tasa de remoción del contaminante siendo menor en la concentración de fósforo, pero se encuentranen el rango esperado para estos sistemas de tratamiento no convencionales.

Produção de carboidratos a partir do efluente de laticínios tratado por cianobactéria

Nesta tese foi demonstrado o potencial de produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli cultivada no efluente oriundo de uma indústria de laticínios. Para tanto, o trabalho é composto de quatro artigos que objetivaram avaliar a produção de carboidratos em função da temperatura, inóculo e razões C/N e N/P do elfluente, bem como a possibilidade de reúso da água residuária. Foram utilizadas temperaturas de (10, 20 e 30ºC) e inóculo (100, 200 e 300 mg.L-1). A melhor condição indicada foi quando utilizou-se a temperatura de 30°C e 200 mg.L-1 de inóculo. Na sequência, considerando a temperatura e a concentração celular selecionada, foi estudada a influência das razões C/N e N/P na produção de carboidratos. Para tal, C/N (20, 40 e 60) e N/P (5, 10 e 15) na produção de carboidratos extracelulares foram avaliadas em cultivos a 30°C, tendo como inóculo 200 mg.L-1. Os melhores resultados obtidos, foram quando foi utilizado C/N 60 e N/P 10. Uma vez definidas as melhores condições de produção de carboidratos, foi estudado o processo de separação de biomassa do meio de cultivo, a partir dos coagulantes FeCl3, Al2(SO4)3 e tanino. O efeito dos coagulantes na separação da biomassa foram estudados, quanto ao pH (6,0, 7,0 e 8,0) e concentração de coagulantes (50, 300 e 550 mg.L-1), utilizando como parâmetro de medida, a eficiência de remoção de DQO, turbidez e sólidos suspensos (SS). Os resultados demonstraram que as concentrações de coagulantes influenciaram significativamente ao nível de significância de 5 %, na separação da biomassa, com eficiência significativa na remoção da DQO, turbidez e SS. A melhor condição avaliada foi a que utilizou tanino na concentração de 300 mg.L-1 e pH 7,0, o que resultou em uma água residuária com remoção média de 96 % da turbidez, com potencial de ser reutilizada. Por fim, foi realizada a identificação de carboidratos gerados por Aphanothece microscopica Nägeli. Os resultados evidenciaram uma biomassa com até 33,5 % de carboidratos totais, perfazendo uma fração de carboidratos extracelulares, na fase estacionária de crescimento celular, de aproximadamente 25 % e 8 % os carboidratos da parede celular. Ficou demonstrado ainda que a composição dos carboidratos extracelulares do microorganismo em estudo é constituído por mono e dissacarídeos perfazendo concentrações na ordem de 12,88 % de glicose, 3,54 % de rafinose, 3,43 % sacarose, 2,13 % de frutose e 2,45 % de ribose. Ficou demonstrado o potencial de produção de carboidratos por Aphanothece microscopica Nägeli quando cultivada no efluente da indústria de laticínios.

Otimização dos sistemas biológicos e melhorias nos tratamentos da ETARI da Refinaria de Matosinhos

A Refinaria de Matosinhos é um dos complexos industriais da Galp Energia. A sua estação de tratamento de águas residuais industriais (ETARI) – designada internamente por Unidade 7000 – é composta por quatro tratamentos: o pré-tratamento, o tratamento físico-químico, o tratamento biológico e o pós-tratamento. Dada a interligação existente, é fundamental a otimização de cada um dos tratamentos. Este trabalho teve como objetivos a identificação dos problemas e/ou possibilidades de melhoria do pré-tratamento, tratamento físico-químico e pós-tratamento e principalmente a otimização do tratamento biológico da ETARI. No pré-tratamento verificou-se que a separação de óleos e lamas não era eficaz uma vez que se formam emulsões destas duas fases. Como solução, sugeriu-se a adição de agentes desemulsionantes, que se revelou economicamente inviável. Assim, sugeriu-se como alternativa o recurso a técnicas de tratamento da emulsão gerada, tais como a extração com solvente, centrifugação, ultrassons e micro-ondas. No tratamento físico-químico constatou-se que o controlo da unidade de saturação de ar na água era feito com base na análise visual dos operadores, o que pode conduzir a condições de operação afastadas das ótimas para este tratamento. Assim, sugeriu-se a realização de um estudo de otimização desta unidade com vista à determinação da razão ar/sólidos ótima para este efluente. Para além disto, constatou-se, ainda, que os consumos de coagulante aumentaram cerca de -- % no último ano, pelo que foi sugerido o estudo da viabilidade do processo de eletrocoagulação como substituto do sistema de coagulação existente. No pós-tratamento identificou-se o processo de lavagem dos filtros como sendo a etapa com possibilidade de ser otimizada. Através de um estudo preliminar concluiu-se que a lavagem contínua de um filtro por cada turno melhorava o desempenho dos mesmos. Constatou-se, ainda, que a introdução de ar comprimido na água de lavagem promove uma maior remoção de detritos do leito de areia, no entanto esta prática parece influenciar negativamente o desempenho dos filtros. No caso do tratamento biológico, identificaram-se problemas ao nível do tempo de retenção hidráulico do tratamento biológico II, que apresentou elevada variabilidade. Apesar de identificado concluiu-se que este problema era de difícil solução. Verificou-se, também, que o oxigénio dissolvido não era monitorizado, pelo que se sugeriu a instalação de uma sonda de oxigénio dissolvido numa zona de baixa turbulência do tanque de arejamento. Concluiu-se que o oxigénio era distribuído de forma homogénea por todo o tanque de arejamento e tentou-se identificar quais os fatores que influenciariam este parâmetro, no entanto, dada a elevada variabilidade do efluente e das condições de tratamento, tal não foi possível. Constatou-se, também, que o doseamento de fosfato para o tratamento biológico II era pouco eficiente já Otimização dos sistemas biológicos e melhorias nos tratamentos da ETARI da Refinaria de Matosinhos que em -- % dos dias se verificaram níveis baixos de fosfato no licor misto (< - mg/L). Foi, por isso, proposta a alteração do atual sistema de doseamento por gravidade para um sistema de bomba doseadora. Para além disso verificou-se que os consumos deste nutriente aumentaram significativamente no último ano (cerca de --%), situação que se constatou estar relacionada com um aumento da população microbiana para este período. Foi possível relacionar-se o aparecimento frequente de lamas à superfície dos decantadores secundários com incrementos repentinos de condutividade, pelo que se sugeriu o armazenamento do efluente nas bacias de tempestade, nestas situações. Verificou-se que a remoção de azoto era praticamente ineficaz uma vez que a conversão de azoto amoniacal em nitratos foi muito baixa. Assim, sugeriu-se o recurso à técnica de bio-augmentação ou a transformação do sistema de lamas ativadas num sistema bietápico. Por fim, constatou-se que a temperatura do efluente à entrada da ETARI apresenta valores bastante elevados para o tratamento biológico (aproximadamente de --º C) pelo que se sugeriu a instalação de uma sonda de temperatura no tanque de arejamento de modo a controlar de forma mais eficaz a temperatura do licor misto. Ainda no que diz respeito ao tratamento biológico, foi possível desenvolver-se um conjunto de ferramentas que visaram o funcionamento otimizado deste tratamento. Nesse sentido, foram apresentadas várias sugestões de melhoria: a utilização do índice volumétrico de lamas como indicador da qualidade das lamas em alternativa à percentagem de lamas; foi desenvolvido um conjunto de fluxogramas para a orientação dos operadores de exterior na resolução de problemas; foi criada uma “janela de operação” que pretende ser um guia de apoio à operação; foi ainda proposta a monitorização frequente da idade das lamas e da razão alimento/microrganismo.

Desenvolvimento e validação de método para determinação do perfil graxo do biodiesel de Tungue e Blendas com soja empregando GC-MS

No Brasil o biodiesel é utilizado em misturas com óleo diesel em proporções de 5%, sem que haja modificações nos motores. Com o intuito de diversificar a utilização de oleaginosas não comestíveis no ramo dos biocombustíveis, e ainda vincular a produção com agricultura sustentável, uma alternativa para o RS é a utilização do óleo de tungue para a produção de biodiesel. A caracterização e quantificação de ácidos graxos do biodiesel de tungue, torna-se importante devido à seu exclusivo perfil graxo. Neste trabalho, foi estudado o desenvolvimento e validação de método para a determinação do perfil graxo do biodiesel metílico de tungue e blendas com soja utilizando GC-MS. Os parâmetros de validação considerados foram: curva analítica, linearidade, seletividade, limite de detecção e quantificação, robustez, precisão e exatidão. Para determinar as melhores condições cromatográficas, foram testadas diferentes programações de temperatura no forno cromatográfico; fluxo de gás; temperatura do injetor, detector e interface; e modo de injeção. As condições do GCMS após a otimização foram: injeção de 1 µL com injeção em alta pressão (300 kPa), T do injetor: 250 ºC, injeção split 1:30, fluxo de 1 mL min-1, coluna Rtx-5MS com dimensões 30 m x 0,25 mm x 0,25 µm, T forno: isoterma de 2 min a 130 ºC, aumento de 20 ºC/min até 220 ºC, aumento de 0,5ºC/min até 223ºC, aumento de 7 ºC/min até 250 ºC e isoterma em 250 ºC por 3 min, resultando em 20 min de análise. A temperatura da fonte e interface foram de 200 ºC e 250 ºC, respectivamente, com o MS no modo full scan, ionização por impacto eletrônico a 70 eV, e intervalo de massas de 30 a 500 u.m.a. A identificação do α-eleosteárico foi baseada na fragmentação característica do composto, pela comparação com o espectro do ácido linolênico, e ainda pelo tempo de retenção do composto. Na validação, as curvas analíticas apresentaram valores de r maiores que 0,99. O LD e LQ foram adequados, permitindo a quantificação de ésteres na concentração mínima de 0,6%. Os valores de exatidão ficaram entre 86 e 117%, com RSD% menores que 8%. O efeito matriz também foi avaliado, sendo que esse efeito foi considerado médio para a maioria dos compostos, ficando entre ± 20 e 50%. Durante a aplicação do método, o mesmo se mostrou adequado para amostras de biodiesel metílico de tungue e blendas com soja, nas proporções de 15:85, 20:80 e 25:75 (T:S, v/v). A aplicabilidade do método também foi testada para o biodiesel de soja, obtendo resultados satisfatórios, mostrando-se assim, além de tudo, ser um método robusto.

Determinação simultânea de Glicerol livre e total, MONO-, DI e triglicerídeos em biodiesel etílico de girassol, mamona e da mistura de sebo e soja empregando GC-FID

O biodiesel produzido para ser comercializado no Brasil deve estar de acordo aos padrões de qualidade estabelecidos pela resolução de 4 de fevereiro de 2010 da Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e do Biocombustível (ANP, 04/2010). Neste trabalho, foi estudada a aplicação dos métodos ASTM D 6584 e EN 14105 para o biodiesel de mamona e biodiesel oriundo de rota etílica. Ambos os métodos empregam GC (Cromatografia Gasosa, do inglês Gas Chromatography) com FID (Detecção por Ionização em Chama, do inglês Flame Ionization Detection) e reação de sililação com N-metil-N-(trimetilsilil)trifluoracetamida (MSTFA). Os compostos foram identificados para quantificação pelos tempos de retenção, para os diglicerídeos e triglicerídeos foram utilizadas bandas de tempo de retenção. Os parâmetros de validação considerados foram: curva analítica, linearidade, sensibilidade, robustez, precisão e exatidão. Os métodos ASTM D 6584 e EN 14105 apresentaram sensibilidade semelhante para todos os compostos. Foram escolhidas as condições cromatográficas estabelecidas pelo método ASTM D 6584 por ser mais rápido que o EN14105 e ter sensibilidade semelhante. O método apresentou boa linearidade com todas as curvas analíticas com r maiores que 0,999. A reação de sililação com MSTFA foi otimizada para o biodiesel etílico de mamona em virtude da sua composição química. Um volume de 500 μL de MSTFA foi escolhido para realização dos ensaios de exatidão e precisão. Os valores de exatidão ficaram entre 67 e 145,9% com valores de precisão menores que 11%. Foi avaliada a ocorrência de efeito matriz para biodiesel etílico de mamona, sendo que esse efeito foi considerado baixo para glicerol, monooleína e dioleína e médio para trioleína. Mesmo havendo efeito de matriz o preparo das curvas analíticas em solvente conforme sugerido pelos métodos de referência foi mantido. O método foi robusto frente às variações da composição química da matriz. Na aplicação do método, esse se mostrou adequado para amostras de biodiesel etílico de mamona, de girassol e da mistura de sebo e soja.

Optimization of microwave-assisted extration of phenolic compounds from tomao by full factorial design coupled with response surface methodology

Tomato (Lycopersicon esculentum Mill.), apart from being a functional food rich in carotenoids, vitamins and minerals, is also an important source of phenolic compounds [1 ,2]. As antioxidants, these functional molecules play an important role in the prevention of human pathologies and have many applications in nutraceutical, pharmaceutical and cosmeceutical industries. Therefore, the recovery of added-value phenolic compounds from natural sources, such as tomato surplus or industrial by-products, is highly desirable. Herein, the microwave-assisted extraction of the main phenolic acids and flavonoids from tomato was optimized. A S-Ieve! full factorial Box-Behnken design was implemented and response surface methodology used for analysis. The extraction time (0-20 min), temperature (60-180 "C), ethanol percentage (0-100%), solidlliquid ratio (5-45 g/L) and microwave power (0-400 W) were studied as independent variables. The phenolic profile of the studied tomato variety was initially characterized by HPLC-DAD-ESIIMS [2]. Then, the effect of the different extraction conditions, as defined by the used experimental design, on the target compounds was monitored by HPLC-DAD, using their UV spectra and retention time for identification and a series of calibrations based on external standards for quantification. The proposed model was successfully implemented and statistically validated. The microwave power had no effect on the extraction process. Comparing with the optimal extraction conditions for flavonoids, which demanded a short processing time (2 min), a low temperature (60 "C) and solidlliquid ratio (5 g/L), and pure ethanol, phenolic acids required a longer processing time ( 4.38 min), a higher temperature (145.6 •c) and solidlliquid ratio (45 g/L), and water as extraction solvent. Additionally, the studied tomato variety was highlighted as a source of added-value phenolic acids and flavonoids.

Lysossomal membrane stability of the brown mussel Perna perna (Linnaeus) (Mollusca, Bivalvia) exposed to the anionic surfactant Linear Alkylbenzene Sulphonate (LAS).

The effects of the Linear Alkylbenzene Sulphonate (LAS) were evaluated on the mussel Perna perna (Linnaeus, 1758), using a cellular level biomarker. The Neutral Red Retention Time (NRRT) assay was used to estimate effects at cellular levels. Significant effects were observed for the NRRT assay, even in low concentrations. The effects at cellular level were progressive, suggesting that the organisms are not capable to recover of such increasing effects. Additionally, the results show that the levels of LAS observed for Brazilian coastal waters may chronically affect the biota.