Dinâmica do fósforo em cultivo heterotrófico e produção de compostos celulares por cianobactéria integrado a biorrefinarias agroindustriais

O objetivo desta tese foi avaliar a dinâmica do fósforo em cultivo heterotrófico e produção de compostos celulares por Aphanothece microscopica Nägeli visando avaliar a perspectiva de implementação de uma biorrefinaria microalgal. Desta forma, foi avaliado o comportamento do micro-organismo em estudo no cultivo heterotrófico, utilizando como meio de cultivo o efluente de laticínios. O trabalho foi desenvolvido em 3 etapas. Em um primeiro momento foi avaliada a influência da temperatura (20 e 30°C) e os valores máximos e mínimos de nutrientes, em especial do fósforo dissolvido reativo (PDR), disponíveis no efluente de laticínio, na remoção de nutrientes. Os resultados demonstraram que a concentração inicial de fósforo dissolvido e a temperatura exerceram influência no crescimento celular e na eficiência de remoção de nutrientes. Em termos de otimização de processo os cultivos conduzidos a 20°C e maiores concentrações de PDR (5,5 mg.L-1 ) no efluente de laticínio, foram os mais eficientes na conversão de poluentes em biomassa e remoção de nutrientes. A segunda etapa foi desenvolvida com o objetivo de avaliar a dinâmica de distribuição de fósforo na fase líquida e sólida do reator heterotrófico, quando o efluente de laticínio foi tratado pela Aphanothece microscopica Nägeli, a 20°C e nas máximas concentrações de fósforo dissolvido encontradas no efluente. Foi demonstrado que as formas fosforadas na fase líquida do reator se caracterizam pela predominância da fração dissolvida em comparação à particulada e por apresentar como fração predominante a de fósforo orgânico. No que se refere à fase sólida, ficou demonstrado que a Aphanothece microscopica Nägeli, quando cultivada heterotroficamente apresenta 3,8 vezes mais fósforo que o requerido para o crescimento celular. Ficando demonstrado ainda que a remoção biológica de fósforo por Aphanothece microscopica Nägeli pode resultar em substanciais aportes financeiros para as estações de tratamento de efluentes. Uma terceira etapa foi desenvolvida, a qual teve como objetivo avaliar a estimativa de produção de compostos celulares por Aphanothece microscopica Nägeli, a partir do efluente de laticínio, bem como o efeito da redução de temperatura de cultivo no teor de lipídios , no momento em que é obtida a máxima concentração deste componente celular, nas condições otimizadas.Foi obtido na fase logarítmica de crescimento, concentrações de 41,8 % de proteinas, carboidratos 28,5 %, lipídios 10,4 % e minerais 10,8 %. O maior teor de lipídio registrado a 20°C correspondeu a biomassa analisada na fase logarítmica.Com a redução da temperatura para 5°C por um período de 30 h é possível obter concentrações de lipídios 2,4 vezes superior ao registrado na fase logarítmica a 20 °C. No entanto, não foram indicadas diferenças significativas (p≤0,05) em função da temperatura entre as concentrações de lipídios obtidas para a biomassa a 10°C em 40 h. O perfil de ácidos graxos da biomassa gerada a 20°C, apresentou como ácidos graxos majoritários, os ácidos graxos: palmítico, oléico, γ-linolênico, palmitoleico e esteárico, resultando um aumento na concentração de ácidos graxos saturados as espensa dos insaturados, quando a temperatura é reduzida. Em paralelo,um reator heterotrófico descontinuo foi definido, ficando demonstrado que a extrapolação da operação em batelada para contínua requer um biorreator heterotrófico com volume útil de trabalho de 240,51 m 3 , permitindo tratar 950 m3 diários de efluente, gerando 11,8 kg.d-1 de biomassa útil para produção de compostos celulares por Aphanothece microscopica Nägeli, visando à simultânea remoção de matéria orgânica, nitrogênio total e fósforo total, gerando insumos que podem suportar a implementação de uma biorrefinaria microalgal.

Efeito dos nutrientes (nitrogênio e fósforo) sobre o desenvolvimento da Gracilaria birdiae: crescimento e possível uso como biofiltro

Marine shrimp farming has grown exponentially during the last years in Brazil. In spite of the promising economical situation, this activity is facing an increasing criticism due to its environmental impact. Thus, the necessity of alternatives to mitigate environmental degradation caused by this activity. An alternative that is being studied is the policulture that is the integrated culture of two or more organisms, normally one of them a filtering organism. Among filtering organisms, macroalgae are very practicable because they are efficient in the removal of the exceeding nutrients of the water and do not leave residues in the water. Besides, the integrated culture with macroalgae allows the economical exploration of the seaweed (for the manufacture of jelly and jam, for the dairy industry, pharmaceuticals, etc.) along with possibility of a sustainable aquaculture. In the present experiment, the development of the seaweed Gracilaria birdiae, the influence and tolerance of this species to the environmental parameters, and its absorption efficiency in relation with the three kinds of macronutrients (NH4+, NO3- and PO4-3) found in the effluents of marine shrimp farming was studied. The experiment was divided in two parts: a laboratorial part and one part carried under natural conditions. The water used in the laboratory trial was collected in the shrimp ponds of Tecnarão farm and distributed in aquaria containing 20 g of G. birdiae. In the field trial, 0.5 kg of G. birdiae was inserted in PVC cages cultivated in the farm. The results of the study showed a modest growth of G. birdiae, probably due to its low tolerance to highly eutrophicated environments. However, the removal of nutrients was very expressive. Ammonia was reduced in approximately 34 %. Ortho-phosphate showed a reduction of 93.5 %. The capacity of biofiltration of the NO3- by the macro algae was of 100 %, showing that G. birdiae is a seaweed-filtered with a high level of removal for this nutrient under laboratorial conditions. In spite of the low growth of the macro algae in the experiment, the results in relation to the removal of nutrients of the water was encouraging, suggesting that this species can be an efficient biofilter and thus, a strong candidate to be used in a sustainable aquaculture

Ecologia do fitoplâncton em áreas de cultivo de Tilápia do Nilo, Oreochromis niloticus, em tanques-rede no açude Ministro João Alves, Parelhas, Rio Grande do Norte

The dams are limnic ecosystems of great importance for its multiple uses, among them, water supply for the public and to culture of artisanal fish are most relevant. The aim of the present study is to evaluate the physical-chemical characteristics and the phytoplankton community in two chosen sites (Point 1 littoral zone of point source; Point 2 pelagic zone of non-point source) of the Minister João Alves dam, which is also known as Boqueirão de Parelhas/RN. This represents the spatial distribution of the phytoplankton species in order to understand any possible alterations of the water quality and the phytoplankton composition in relation to the water quality originating from the impact of the tilapia, Oreochromis niloticus, culture. The study period also encompasses temporal variations exhibited in two seasons of an annual cycle, one during the dry season (Oct, Nov and Dec of 2008 and Jan of 2009), and the other rainy season (Mar, Apr, May and June of 2008) to extend the observation. The physicalchemical parameters, such as pH, temperature, electrical conductivity, concentration of dissolved oxygen were measured in situ and the values of the inorganic nutrients (nitrate, ammonium and orto-phosfato) and chlorophyll in the laboratory. The quali-quantitative analyses of the phytoplankton had been carried through sedimentation technique and the enumeration of the random of 400 cells, colonies and filaments counted using Sedgwick-Rafter counting chamber. The results of pH varied widely from the acidic to alkaline range with the minimum of 5.8 (± 0.8) and the maximum of 9.2 (± 0.7-0.8), at point 1 and 2. The dissolved oxygen content was higher in the rainy period than that in the dry period. The maximum electrical conductivity was of 1409 μScm-1 in point 1 and 431 minim of μScm-1, in point 2. There was a considerable alteration in the levels of inorganic nutrients such as nitrate-nitrogen, ammoniacal nitrogen and orthophosphate during the two cycles of study period. Phytoplankton assemblages presented a picture of alternate dominance among species Cyanobacteria, Bacillariophyceae and Chlorophyceae. The trophic state index diagnosed to the category of mesotrophic, which is based on the values of chlorophyll, total phosphorus and Secchi-disc measurements. The wind driven turbulence of the water column and the fresh inflow of water (flushing and dilution) during rainy season acted as constraint and did-not allow an exaggerated growth of the species of cyanobacteria. On the basis of the present we conclude that the culture of tilapias in cage-culture fails to produce pollution load that could compromise the quality of the water of the dam, probably be due to small dimension of the culture in relation to the size, volume of the water and the reservoir capacity support its own environment

Fósforo remanescente em argila e silte retirados de Latossolos após pré-tratamentos na análise textural.

Alguns Latossolos podem apresentar problemas de dispersão, devido a grupamentos de microagregados de alta estabilidade. Esses grupamentos, muito argilosos, são parcialmente desagregados pela dispersão química e mecânica, contribuindo, pelo seu tamanho, para superestimar a proporção de silte do solo analisado. Para reduzir a proporção de pseudo-componentes aplicam-se pré-tratamentos, cuja eficiência pode ser testada pela capacidade de retenção de fosfatos. Assim, realizou-se um ensaio em laboratório com objetivo de verificar o uso da determinação do fósforo remanescente (Prem) como medida da eficiência de pré-tratamentos na análise textural de Latossolos. Os tratamentos corresponderam a um arranjo fatorial 7 x 22, num delineamento em blocos casualizados, com quatro repetições. Os fatores em estudo foram as amostras de sete Latossolos dispersos com NaOH 0,1 mol L-1, sem e com (22) pré-tratamentos para a remoção da matéria orgânica (-MO) e dos óxidos de Fe e Al mal cristalizados (-Ox). Determinou-se o Prem em amostras da fração argila e silte dispersas uma vez e da fração silte dispersa uma segunda vez. A determinação do Prem é eficiente em mostrar diferenças entre os tratamentos aplicados, evidenciando alterações na capacidade de retenção de fosfatos, que foi incrementada no tratamento -MO, por maior exposição de componentes inorgânicos, e reduzida no tratamento ?Ox, por diminuir a proporção de óxidos mal cristalizados.

Retenção e dessorção competitivas de ânions inorgânicos em gibbsita natural de solo.

O objetivo deste trabalho foi quantificar a retenção e a dessorção competitivas dos ânions nitrato, sulfato, silicato e fosfato na fração argila gibbsítica de um Gleissolo Melânico. Amostras da fração argila foram agitadas em tubos de centrífuga com solução de NaCl 30 mmolc L-1 contendo estes ânions em quantidades equivalentes a 30% das respectivas capacidades máximas de retenção exibidas pela argila. Para fins comparativos, as amostras foram agitadas com a mesma solução contendo 1 mmolc L-1 de cada um dos ânions citados. Os tubos foram centrifugados e determinaram-se as concentrações aniônicas nos sobrenadantes. A dessorção foi realizada agitando-se a fração argila remanescente nos tubos de centrífuga com a solução de NaCl, quantificando-se os ânions liberados. Em outro ensaio, com o silício e o fósforo previamente adsorvidos à gibbsita, adicionou-se, na seqüência, o fósforo e o silício intercalados para avaliar a capacidade de dessorver o ânion previamente adsorvido. O fosfato foi preferencialmente adsorvido em relação aos demais ânions estudados e a aplicação prévia de silício reduziu a fixação de fosfato. Desse modo, a aplicação de silício previamente à de fósforo favorece a fitodisponibilidade deste em solos altamente intemperizados.

O emprego de quitosana quimicamente modificada com anidrido succínico na adsorção de azul de metileno

The adsorption capacity of alpha-chitosan and its modified form with succinic anhydride was compared with the traditional adsorbent active carbon by using the dye methylene blue, employed in the textile industry. The isotherms for both biopolymers were classified as SSA systems in the Giles model, more specifically in L class and subgroup 3. The dye concentration in the supernatant in the adsorption assay was determined through electronic spectroscopy. By calorimetric titration thermodynamic data of the interaction between methyene blue and the chemically modified chitosan at the solid/liquid interface were obtained. The enthalpy of the dye/chitosan interaction gave 2.47 ± 0.02 kJ mol-1 with an equilibrium constant of 7350 ± 10 and for the carbon/dye interaction this constant gave 5951 ± 8. The spontaneity of these adsorptions are reflected by the free Gibbs energies of -22.1 ± 0.4 and -21.5 ± 0.2 kJ mol-1, respectively, found for these systems. This new adsorbent derived from a natural polysaccharide is as efficient as activated carbon. However 97% of the bonded dye can be eluted by sodium chloride solution, while this same operation elutes only 42% from carbon. Chitosan is efficient in dye removal with the additional advantage of being cheap, non-toxic, biocompatible and biodegradable.

Estudo da capacidade de complexação e sua relação com algumas variáveis ambientais em cinco represas do Rio Tietê/Brasil

The copper and cadmium complexation properties in natural sediment suspensions of reservoirs of the Tietê River were studied using the solid membrane copper and cadmium ion-selective electrodes. The complexation and the average conditional stability constants were determined under equilibrium conditions at pH=6.00 ± 0.05 in a medium of 1.0 mol L-1 sodium nitrate, using the Scatchard method. The copper and cadmium electrodes presented Nernstian behavior from 1x10-6 to 1x10-3 mol L-1 of total metal concentration. Scatchard graphs suggest two classes of binding sites for both metals. A multivariate study was done to correlate the reservoirs and the variables: complexation properties, size, total organic carbon, volatile acid sulfide, E II and pH.

Determinação rápida de fármacos básicos em plasma por cromatografia a gás com detector de nitrogênio e fósforo

A simple and fast method for determination of 40 basic drugs in human plasma employing gas-chromatography with nitrogen-phosphorus detection was developed and validated. Drugs were extracted from 800 µL of plasma with 250 µL of butyl acetate at basic pH. Aliquots of the organic extract were directly injected on a column with methylsilicone stationary phase. Total chromatographic run time was 25 min. All compounds were detected in concentrations ranging from therapeutic to toxic levels, with intermediate precision CV% below 11.2 and accuracy in the range of 92-114%.

Formação das substâncias de reserva durante o desenvolvimento de sementes de urucum (Bixa orellana L. - Bixaceae)

Annatto seeds do not germinate during early stages of their development because of insufficient reserve substances. In situ analysis showed that the principal reserves are proteins and starch, deposited in endosperm cells. During the early stages of development, the starch grains were elliptic, because amylose was the minor component. During development, these grains became more spherical due to an increase in amylose relative to amylopectin. Endosperm cells do not contain protein bodies, but they accumulate proteins dispersed in the cytoplasm. At the final stage of development the proteins became compacted due to the dehydration of the seeds wich is part of the global process of orthodox seeds maturation. Natural fluorescence revealed aromatic amino acids, principally tryptophan and tyrosine in the proteins. The seeds reached their maximum dry weight after moisture contents had declined to around 60%. At this point the seeds presented maximum germination capacity.

Atributos mecânicos e erosão por salpicamento em amostras de latossolo vermelho-amarelo sob efeito de vinhaça

The objective of this study was to quantify the effect of plonk on compressive behavior and mechanical attributes such as consistency, optimum moisture for compaction and maximum density of a Red-Yellow Latosol (Oxisol) to evaluate the effect of plonk and compaction state in splashed particles, from Lavras (MG) region. The plonk was obtained from an artisanal sugarcane brandy alembic. Undisturbed and disturbed soil samples were collected at 0 to 3 cm and 60 to 63 cm depths. Disturbed soil samples were used for soil characterization, determination of consistence limits and Normal Proctor essay after material incubation with plonk. Undisturbed soil samples were saturated with plonk or distilled water (control) during 48 hours for testing the compressibility and resistance to splash by using simulated rainfall. The plonk altered the consistence limits of studied layers. For the 0-3 cm layer, the plonk reduced the friable range, and for the 60-63 cm layer the effect was in the opposite direction. For both layers, the plonk increased Dmax and decreased Uoptimum. Regardless of the plonk treatment, both layers presented the same load support capacity. The compaction degree of samples influenced the splash erosion. The increase of the applied pressure over the samples resulted in increase of splash material quantity. At the 60-63 cm layer, the plonk treatment reduced the splash material quantity by increasing the applied pressure, mainly when the samples were at field capacity.

Medida da capacidade antioxidante de fluidos biologicos por voltametria de pulso diferencial associada ao uso de surfactante como resposta as adaptações geradas pelo exercicio

Universidade Estadual de Campinas . Faculdade de Educação Física

Efeito de onze semanas de treinamento sobre a velocidade critica e o limiar anaerobio em nadadores

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Paramentros fisiologicos, motores e morfologicos de bailarinas classicas

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Analise das capacidades de resistencia, força e velocidade na periodização de modalidades intermitentes

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Limiar anaerobio (4 mM de lactato sanguineo), velocidade critica determinada a partir de diferentes distancias e performance aerobia em nadadores e nadadoras de 10 a 15 anos

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