Degradação enzimática de clorofenol em microrreator.

O microrreator faz parte de conjunto de dispositivos de uma nova e promissora tecnologia, que podem ser chamados de micro fabricados, atuante em campos como a da química, biológica, farmacêutica, engenharia química e biotecnologia. Trata-se de um dispositivo que possibilita reação química, tais como os reatores convencionais, mas com dimensões menores, com canais na escala micrométrica. A tecnologia de miniaturização de dispositivos para reações químicas vem se expandindo promovendo uma importante evolução, com microssistemas que abrange dispositivos mais eficazes, com configuração e geometrias específicas e menor consumo de energia, onde reações com elevadas taxas de transporte podem ser usadas para muitas finalidades diferentes, tais como, reações rápidas, mistura, reações sensíveis à temperatura, temperatura de homogeneização, ou até mesmo precipitação de nano partículas. Devido sua escala ser extremamente reduzida em relação à escala macro, oferecem um sistema que permite uma investigação do processo em um curto espaço de tempo, sendo muito útil para o rastreio de substratos, enzimas, condições de reação, bem como a determinação de parâmetros cinéticos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a biodegradação enzimática de 2,4,6-Triclorofenol, com a utilização das enzimas Lacase e Soybean Peroxidase em microrreator da Syrris com volume de 250 ?l, que permite o estudo de cinéticas muito rápidas. Para as análises de degradação utilizou-se duas enzimas, a Lacase em concentrações de 0,05; 0,1 e 0,2 mg/ml; e a Soybean Peroxidase em concentrações de 0,0005; 0,001 e 0,002 mg/ml com a adição de Peróxido de Hidrogênio. Através dos ensaios realizados obteve-se dados experimentais da reação enzimática, possibilitando a verificação da taxa inicial de reação e sua cinética. Posteriormente, realizou-se as análises em simulação utilizando os dados experimentais, que através de um sistema de EDOs estimando inicialmente as constantes cinéticas k1, k2 e k3 usando a ferramenta ESTIMA, onde apresentaram duas respostas, uma resposta típica de mínimos quadrados, e a outra resposta que a velocidade inicial, que foi melhor representada pelos parâmetros obtidos. O método empregado na degradação do substrato, o microrreator mostrou-se eficiente, permitindo a detecção de baixo consumo de substrato para a determinação da taxa inicial, em curto tempo de residência. Perante os ensaios realizados com Lacase e Soybean Peroxidase, o microrreator é também um equipamento eficaz na repetitividade e na reprodutibilidade dos dados obtidos em diferentes concentrações.

Polimerização em emulsão de estireno em microrreator.

A polimerização em emulsão de estireno em um microrreator Syrris de 250 µL com misturador estático junção \"T\" foi estudada em duas etapas. Primeiro somente a fluidodinâmica deste dispositivo não convencional foi avaliada, depois, foi desenvolvida a reação de polimerização de forma a observar como este fator influencia no sistema. Os experimentos foram realizados procurando se atingir maiores conversões, mas mantendo a estabilidade da emulsão. Foi um trabalho exploratório, portanto se assemelha mais a um processo de evolução (evolutionary process). Foram verificados a partir de qual relação das vazões dos dois fluidos ocorre a formação de gotas, e que com o aumento da vazão da fase contínua, aquosa (Qc), mantendo constante a vazão da fase dispersa (Qd), foi verificado uma diminuição do diâmetro das gotas e um regime de fluxo laminar. Posteriormente, realizou-se a polimerização em emulsão do estireno no microrreator, porém com restrições para altas vazões. Os parâmetros de processo testados foram a proporção Qc e Qd, a temperatura e a concentração do iniciador para então verificar o efeito que a variação destas ocasionam na conversão de monômero, no diâmetro e número de partículas e nas massas moleculares médias. A polimerização foi feita para soma das vazões Qc e Qd da ordem de 100 µ L/min, com 15% de monômero na formulação e com o maior tempo de residência possível de 2,5 minutos. Para maiores concentrações de monômero, acima de 15% foi verificado entupimento do canal do microrreator. A taxa de conversão de monômero aumentou com o aumento da temperatura e com o aumento da concentração do iniciador, mas o maior valor atingido foi de apenas 37% devido ao baixo tempo de residência. Nos casos de maiores taxas de conversão, as massas moleculares obtidas foram as menores conforme o esperado pela teoria. Finalmente, os índices de polidispersão (PDI), obtidos foram da ordem de 2,5 a 3,5.

Estudo da remediação de um aquífero contaminado com sulfato e metais através de barreira reativa permeável orgânica.

Este trabalho teve como objetivo geral estudar a viabilidade técnica de utilizar bagaço de cana como meio reativo de barreiras reativas permeáveis (BRP) para remoção de sulfato e metais de águas subterrâneas contaminadas. O estudo baseou-se em investigação experimental, por meio de ensaios laboratoriais de coluna, e em modelagem matemática, para a qual utilizaram-se também alguns dados obtidos em um estudo de caso de uma unidade industrial contaminada com sulfato e metais. Neste local contaminado, as características hidrogeológicas e topográficas propiciam a utilização de uma barreira reativa permeável como técnica de remediação. Barreiras reativas permeáveis são uma alternativa para remediação de águas subterrâneas que vem progredindo rapidamente na última década, a partir de ensaios de bancada e coluna em laboratório para implementação em escala real em campo. Três colunas bióticas foram montadas utilizando bagaço de cana como meio reativo e um material de base poroso constituído de areia e cascalho para fornecer adequada condutividade hidráulica, com a proporção de 1:28 em massa seca. Também foi adicionado ao meio reativo um inóculo bacteriano composto por esterco bovino dissolvido. Uma quarta coluna, sem inóculo e contendo um agente biocida, compôs o experimento branco (abiótico). Uma solução sintética foi introduzida nas colunas simulando condições da água subterrânea do estudo de caso, com velocidade de Darcy em torno de 2,0x10-7 m/s composta por sulfato e metais (zinco e níquel) com concentrações de 6.000 mg/L e 15 mg/L, respectivamente. Os resultados das análises da fase líquida das colunas bióticas apresentaram: (i) média da taxa de remoção de sulfato durante todo o tempo do experimento de 49 mg/L/dia; (ii) as concentrações de Zn e Ni diminuíram de 15 mg/L para valores não detectáveis pela técnica analítica utilizada (< 0,01 mg/L); (iii) aumento do pH de 5.5-5.8 para valores entre 6,8-8,0; (iv) redução do valor do potencial de óxido redução (Eh) para valores de até -200mV. Não foram observadas reduções das concentrações de metais e sulfato na fase líquida da coluna abiótica e os valores de pH e Eh permaneceram dentro das faixas iniciais. Análises nas fases sólidas das colunas bióticas por MEV e EDS após o término do experimento identificaram a presença de Ni, Zn, S e Mn, indicando a precipitação desses metais em forma de sulfetos. Estes elementos não foram detectados na fase sólida da coluna abiótica. Assim, pôde-se inferir que toda a remoção de sulfato verificada nas colunas bióticas pode ser atribuída a redução bacteriana de sulfato. A partir das condições experimentais dos ensaios, foi realizada a modelagem e o dimensionamento da BRP. Para a estimativa da cinética de redução de sulfato, aplicou-se a solução analítica de Van Genuchten para transporte de contaminantes com degradação, obtendo-se uma taxa de decaimento de primeira ordem de 0,01 dia-1. A determinação da espessura e tempo de residência da barreira foi realizada considerando que a concentração de sulfato na saída da barreira fosse menor ou igual a 250 mg/L. O resultado do dimensionamento de uma BRP preenchida com bagaço de cana e areia nas proporções de 1:28 em massa seca resultaria em uma BRP de 7,1 m de espessura, com tempo de residência de 950 dias, no local de estudo de caso. Caso fosse utilizado o dobro da proporção de bagaço de cana e areia em massa seca (1:14), a implantação da BRP apresentar-se-ia viável, com espessura aproximada de 4 m. Através destes resultados, pôde ser comprovada a hipótese de que bagaço de cana como substrato e esterco bovino como inóculo compõem um meio reativo viável para a redução de sulfato e precipitação de metais em uma BRP.

Tratamiento de lixiviados de residuos de origen urbano mediante MBR

Se ha utilizado una planta de tratamiento a escala laboratorio consiste en un biorreactor de membrana (MBR). Esta planta está compuesta por un reactor biológico de 25 L de capacidad. Se utilizó una membrana plana de micro filtración marca Kubota de polietileno clorado, tamaño de poro 0,1 μm y área de filtración 0.116 m2. Se utilizaron como condiciones de operación: tiempo de residencia hidráulico 3 días, caudal de permeado 0.35 L/h y LMH 3 L/m2h. Se ha podido comprobar que es posible adaptar una población microbiológica a las particulares características químicas del lixiviado procedente de la planta y tratar estos lixiviados en un reactor biológico de membrana sumergida operando en condiciones habituales de sólidos en suspensión en el reactor entre 8-12 g/L durante un periodo de 6 meses. El proceso utilizado permite reducir la materia orgánica (97% DBO5 y 40% DQO) presente en estas corrientes residuales, agotando prácticamente toda la materia biodegradable. Respecto a los contenidos de nutrientes, el tratamiento MBR ensayado permite reducir de 35-40% el nitrógeno total, 45-50% el nitrógeno amoniacal y un 65-70% el fósforo total. Los sólidos en suspensión se han reducido en el efluente tratado en más de un 99%.

Capillary microreactors based on hierarchical SiO2 monoliths incorporating noble metal nanoparticles for the Preferential Oxidation of CO

Novel hierarchical SiO2 monolithic microreactors loaded with either Pd or Pt nanoparticles have been prepared in fused silica capillaries and tested in the Preferential Oxidation of CO (PrOx) reaction. Pd and Pt nanoparticles were prepared by the reduction by solvent method and the support used was a mesoporous SiO2 monolith prepared by a well-established sol–gel methodology. Comparison of the activity with an equivalent powder catalyst indicated that the microreactors show an enhanced catalytic behavior (both in terms of CO conversion and selectivity) due to the superior mass and heat transfer processes that take place inside the microchannel. TOF values at low CO conversions have been found to be ∼2.5 times higher in the microreactors than in the powder catalyst and the residence time seems to have a noticeable influence over the selectivity of the catalysts designed for this reaction. The Pd and Pt flexible microreactors developed in this work have proven to be effective for the CO oxidation reaction both in the presence and absence of H2, standing out as a very interesting and suitable option for the development of CO purification systems of small dimensions for portable and on-board applications.

Gasification and pyrolysis of Posidonia oceanica in the presence of dolomite

In the present work, a very detailed study of the reforming of syngas produced in the decomposition of Posidonia oceanica is done. The effect of the presence of different amounts of dolomite is analyzed. Also pyrolysis is studied, in nitrogen atmosphere, and gasification in the presence of air, oxygen and different amounts of steam. A detailed discussion on formation and destruction of tars is done. Furthermore, the effect of the heating rate in the decomposition and the residence time of the evolved gases are discussed. Syngas with ratio H2/CO from 0.3 to ca. 3 can be obtained from this interesting material. Marine species (microalgae) are usually studied with the aim of cultivating them for gas or oil production, but in this paper we draw attention to the possibility of using a natural resource with a very small impact in the ecosystem.

Gasification and Pyrolysis of Posidonia oceanica in the Presence of Dolomite

Resumen del póster presentado en Symposium on Renewable Energy and Products from Biomass and Waste, CIUDEN (Cubillos de Sil, León, Spain), 12-13 May 2015

Prevalência e factores determinantes de desenvolvimento de úlcera por pressão

As Ulceras de Pressão (UP) podem ocorrer em todos os níveis de cuidados particularmente em situações de mobilidade reduzida e actividade diminuídas e a sua prevalência crescente constitui um problema significativo de saúde pública já que tem repercussões importantes na qualidade de vida dos doentes e suas famílias para além da sobrecarga financeira para os mesmos e para os sistemas de saúde. Pode definir-se UP como uma lesão localizada da pele e/ou tecido subjacente, normalmente sobre uma proeminência óssea, em resultado da pressão ou de uma combinação entre esta e forças de torção. Objectivou-se determinar a prevalência e os factores determinantes de desenvolvimento de ulceras de pressão no momento da admissão e alta em utentes institucionalizadas numa UMDR integrada na RNCCI. Estudo retrospectivo, de natureza quantitativa, realizado numa instituição de média duração, sendo a amostra constituída por 300 participantes. Para a colheita de dados elaborou-se um questionário que foi aplicado no período de 1 de Setembro a 31 de Outubro de 2014. Para a análise dos resultados, utilizou-se o programa estatístico SPSS. Na admissão registou-se 34% de prevalência de UP, 16,7% dos casos foi adquirida no domicílio e em 42,0% dos casos a UP é de Grau III, e em 11,7% das situações a UP mais grave localiza-se no sacro. Na alta observaram-se 24% de casos de UP, em que 12,0% das situações a UP é de Grau IV e em 10,0% de Grau III e em 7,7% das situações a UP mais grave se localiza no trocânter e em 6,7% no sacro. Constatou-se que 50% dos utentes são do sexo masculino e 50% do sexo feminino, com uma média de 74,82 anos de idade. Apresentam uma média de tempo de permanência na UMDR de 92,36 dias. 66,3% dos utentes ingressam na UMDR para reabilitação funcional e 29% para tratamento de feridas/UP. A maioria dos utentes revelou perda de autonomia para a realização das atividades de vida diária, com a sua dependência funcional comprometida quer na admissão, quer na alta. Os participantes na admissão apresentam 78,7% de alto risco para desenvolver úlceras de pressão e na alta este valor desceu para 54%. Como conclusão poderá inferir-se que a idade avançada, incontinência urinária e fecal, a presença de sonda vesical, o alto risco de desenvolvimento de UP e a presença de incapacidade aumenta o risco de desenvolver ulceras de pressão. Descritores: Ulceras de Pressão, Factores de Risco, Epidemiologia.

Catchment characteristics and soil and water chemistry of the San Francisco basin and subbasins, Ecuador

In this study, the Mean Transit Time and Mixing Model Analysis methods are combined to unravel the runoff generation process of the San Francisco River basin (73.5 km**2) situated on the Amazonian side of the Cordillera Real in the southernmost Andes of Ecuador. The montane basin is covered with cloud forest, sub-páramo, pasture and ferns. Nested sampling was applied for the collection of streamwater samples and discharge measurements in the main tributaries and outlet of the basin, and for the collection of soil and rock water samples. Weekly to biweekly water grab samples were taken at all stations in the period April 2007-November 2008. Hydrometric data, Mean Transit Time and Mixing Model Analysis allowed preliminary evaluation of the processes controlling the runoff in the San Francisco River basin. Results suggest that flow during dry conditions mainly consists of lateral flow through the C-horizon and cracks in the top weathered bedrock layer, and that all subcatchments have an important contribution of this deep water to runoff, no matter whether pristine or deforested. During normal to low precipitation intensities, when antecedent soil moisture conditions favour water infiltration, vertical flow paths to deeper soil horizons with subsequent lateral subsurface flow contribute most to streamflow. Under wet conditions in forested catchments, streamflow is controlled by near surface lateral flow through the organic horizon. Exceptionally, saturation excess overland flow occurs. By absence of the litter layer in pasture, streamflow under wet conditions originates from the A horizon, and overland flow.

Suspended matter on the meridional section in the Laptev Sea in August-September 1991

Suspended matter concentration along a meridian section from the Lena River delta to 78°N (~500 km) at ten stations from the surface to the bottom was studied with weight and optical (light attenuation index) techniques. At seven stations average residence time of suspended matter in surface waters was determined by the disequilibrium 234Th method. Average residence time of suspended matter in other depth intervals was calculated by regression dependence between the 234Th/238U ratio and suspended matter concentration. Differential and integral fluxes of suspended matter in the water column were also calculated. Nepheloid matter dominates in suspended matter composition in surface waters. Calculations indicate that, before being buried on the bottom, solid river run-off is resuspended 2.3 times (aver.). Redistribution of nepheloid suspended matter in the near-bottom layer results in formation of a strongly pronounced depocentre - an area of maximal discharge of solid river run-off within the Laptev Sea.

Stable carbon and oxygen isotope ratios of benthic and planktic foraminifera from the Atlantic Ocean

Benthonic foraminifera in late Pleistocene deep-sea cores show significant variation in delta 13C with depth in sediment. This, and the report by Sommer et al., (in prep) of delta 13C variations in planktonic foraminifera, indicate that the delta13C in dissolved oceanic CO2 undergoes a significant change in a few thousand years. This is in apparent contradiction to the estimated 300 ka residence time for carbon in the ocean. It is suggested that this is a consequence of changes in the terrestrial plant biomass, which has a delta13C of about -25?. Postulated changes in world vegetation, particularly in tropical rainforests during the Late Pleistocene, were sufficient to produce change of the magnitude observed. Rapid expansions of forests between 13 ka and 8 ka ago may have resulted in the striking accumulation of aragonite pteropods in Atlantic Ocean sediments of the age. Rapid deforestation during an interglacial-glacial transition probably caused the intense carbonate dissolution which is observed in Equatorial Pacific Ocean sediments deposited over this interbal. The current rate of injection of fossil fuel CO2 into the atmosphere is substantially greater than the rate at which it was added during post-interglacial aridification in the tropics.

Radionuclides in the water column at stations near the Antarctic Polar Front in the South Atlantic

Vertical profiles of dissolved and particulate 230Th and 231Pa were obtained across the Antarctic Circumpolar Current (ACC) in the southern Atlantic. North of the Polar Front, dissolved and total 230Th increase with depth in conformity with published scavenging models. There is no depletion of 230Th or 231Pa in the water column south of the Polar Front, thought to be an area of enhanced biological productivity. 230Th concentrations increase three-fold to the Weddell Sea across the ACC. Dissolved and total 231Pa concentrations are relatively constant below 500 m depth at about 0.3 dpm m**-3, and change little with depth or latitude. The results from the Weddell Gyre are explained by a mixing-scavenging model that takes into account the input of lower Circumpolar Deep Water through upwelling, which is the main source of water in the Weddell Gyre and is enriched in 230Th but not in 231Pa. 230Th accumulates in the Weddell Gyre as a result of a reduction in the scavenging rate and by ingrowth from 234U. Ingrowth is more significant for 230Th than for 231Pa because the residence time of water in the gyre (about 35 years) is similar to the scavenging residence time of Th in the south Atlantic (29 years) but shorter than that of Pa (120 years). It is argued that changes in 230Th accumulation in the past may reflect changes in water residence time and in the formation rate of Weddell Sea Deep Water.

Analyzation of marine snow and fecal pellets collected in sediment trap CBi-2 off Cape Blanc, Mauritania

We analyzed size-specific dry mass, sinking velocity, and apparent diffusivity in field-sampled marine snow, laboratory-made aggregates formed by diatoms or coccolithophorids, and small and large zooplankton fecal pellets with naturally varying content of ballast materials. Apparent diffusivity was measured directly inside aggregates and large (millimeter-long) fecal pellets using microsensors. Large fecal pellets, collected in the coastal upwelling off Cape Blanc, Mauritania, showed the highest volume-specific dry mass and sinking velocities because of a high content of opal, carbonate, and lithogenic material (mostly Saharan dust), which together comprised ~80% of the dry mass. The average solid matter density within these large fecal pellets was 1.7 g cm**-3, whereas their excess density was 0.25 ± 0.07 g cm**-3. Volume-specific dry mass of all sources of aggregates and fecal pellets ranged from 3.8 to 960 µg mm**-3, and average sinking velocities varied between 51 and 732 m d**-1. Porosity was >0.43 and >0.96 within fecal pellets and phytoplankton-derived aggregates, respectively. Averaged values of apparent diffusivity of gases within large fecal pellets and aggregates were 0.74 and 0.95 times that of the free diffusion coefficient in sea water, respectively. Ballast increases sinking velocity and, thus, also potential O2 fluxes to sedimenting aggregates and fecal pellets. Hence, ballast minerals limit the residence time of aggregates in the water column by increasing sinking velocity, but apparent diffusivity and potential oxygen supply within aggregates are high, whereby a large fraction of labile organic carbon can be respired during sedimentation.

Water chemistry and fluffy layer geochemistry and mineral content at four sites in the western Baltic Sea

The fluffy layer was sampled repeatedly during nine expeditions between October 1996 and December 1998 at four stations situated along a S-N-transect from the Oder Estuary to the Arkona Basin. Geochemical and mineralogical analyses of the fluff show regional differences (trends) in composition, attributed to provenance and to hydrographical conditions along their transport pathways. Temporal variability is very high at the shallow water station of the estuary, and decreases towards the deeper stations in the north. In the shallow water area, intensive resuspension of the fluff due to wind-driven waves and currents leads to an average residence time of only one to two days. Near-bottom lateral transport of the fluff is the main process that transfers the fine grained material, containing both nutrients and contaminants, from the coastal zone into the deeper basins of the Baltic Sea. Seasonal effects (e.g. biogenic production in relation to trace metal variation) are observed at the Tromper Wiek station, where the residence time of the fluffy material is in the scale of seasons. Thus, the fluffy layer offers suitable material for environmental monitoring programs.

Radium in Arctic surface water

The transpolar drift is strongly enriched in 228Ra accumulated on the wide Arctic shelves with subsequent rapid offshore transport. We present new data of Polarstern expeditions to the central Arctic and to the Kara and Laptev seas. Because 226Ra activities in Pacific waters are 30% higher than in Atlantic waters, we correct 226Ra for the Pacific admixture when normalizing 228Ra with 226Ra. The use of 228Ra decay as age marker critically depends on the constancy in space and time of the source activity, a condition that has not yet adequately been tested. While 228Ra decays during transit over the central basin, ingrowth of 228Th could provide an alternative age marker. The high 228Th/228Ra activity ratio (AR = 0.8-1.0) in the central basins is incompatible with a mixing model based on horizontal eddy diffusion. An advective model predicts that 228Th grows to an equilibrium AR, the value of which depends on the scavenging regime. The low AR over the Lomonosov Ridge (AR = 0.5) can be due to either rapid transport (minimum age without scavenging 1.1 year) or enhanced scavenging. Suspended particulate matter load (derived from beam transmission and particulate 234Th) and total 234Th depletion data show that scavenging, although extremely low in the central Arctic, is enhanced over the Lomonosov Ridge, making an age of 3 years more likely. The combined data of 228Ra decay and 228Th ingrowth confirm the existence of a recirculating gyre in the surface water of the eastern Eurasian Basin with a river water residence time of at least 3 years.