Temperature, pH, and conductivity control of the nutrient solution of an hydroponic greenhouse

One of the aspects of modern agriculture is characterised by a culture without soil (hydroponic cultures). These culture techniques are identified by possessing automatic control systems to control the nutrient solution. In first hydroponic cultures this control was accomplished by “on- off” analog controllers that applied a single control law implemented in hardware. Therefore, the changes of the control law resulted in the change of all interface electronics. In digital control implemented by micro-controllers the alteration of such control law is easily performed by changing only a computer program, leaving untouched all the interface hardware. In this way, the use and substitution of the control strategy is improved, as well, the use of advanced control strategies.

Sperm motility in Solea senegalensis: effect of temperature, salinity, pH and ovarian fluid

A análise da mobilidade seminal é uma ferramenta importante para reprodução em aquacultura. Esta é uma técnica in vitro que auxilia a estabulação, manutenção e selecção de lotes de reprodutores. A análise de mobilidade seminal pode tornar-se potencialmente uma ferramenta para o melhoramento das condições do ambiente de fertilização. A utilização do software CASA (Computer Assisted Sperm Analysis) revolucionou a descrição e quantificação específica da mobilidade seminal. A maioria da informação recolhida sobre mobilidade de sémen de peixes baseia-se em espécies de água doce, pelo que é crucial conhecer as condições óptimas de activação da mobilidade de espermatozóides para novas espécies de de água salgada de interesse em aquacultura tal como Solea senegalensis. A optimização das condições de fertilização desta espécie é particularmente importante já que os lotes de reprodutores em cativeiro podem desenvolver disfunções reprodutoras. Este trabalho teve como objectivo realizar a avaliação das condições óptimas de activação da mobilidade do sémen em S. senegalensis em termos de temperatura, salinidade e pH. O segundo objectivo foi realizar a avaliação da influência de fluido ovárico homólogo (S. senegalensis) e heterólogo (Epinephelus marginatus) na mobilidade seminal de S. senegalensis. Deste modo foram realizados dois conjuntos de experiências: 1) mobilidade de sémen de 7 machos analisado através do CASA em diferentes temperaturas, salinidades e pH, 2) mobilidade de sémen de 8 machos activados na presença de diferentes concentrações de fluido ovárico. Os parâmetros do CASA foram registados e posteriormente analisados através de médias e cluster analysis. Concluiu-se que temperaturas mais elevadas (20 ºC) e baixas salinidades (25 ‰ e 30 ‰) da solução de activação ocorre um melhoramento das características de mobilidade seminal, tal como a velocidade. A presença de fluido ovárico em baixas concentrações melhora as características da mobilidade seminal assim como a longevidade dos espermatozóides. O fluido ovárico é consequentemente um factor que estimula a mobilidade seminal que tem sido negligenciado em estudos anteriores. Este estudo demonstrou que durante a época de reprodução a temperatura da água (20 ºC) e a salinidade (25 ‰ e 30 ‰) no tanque são os principais factores que melhoram a activação da mobilidade do sémen, sendo consequentemente uma contribuição importante para compreender a dinâmica do processo de fertilização em S. senegalensis.

Instrumentação e controlo para regulação de pH em sistemas de cultivo de organismos aquáticos

A Ria Formosa é um tesouro ambiental sem paralelo, preservando uma fauna e flora únicas no mundo. A riqueza deste habitat é de enorme importância para a região, e extremamente apetecível para cientistas oriundos de todas as partes do globo, que aqui frequentemente se deslocam para conduzirem estudos científicos e experiências. O Centro de Ciências do Mar (CCMAR) da Universidade do Algarve (que inclui o Centro Experimental do Ramalhete) conduz estudos e experiências neste palco, estudos que são de inquestionável valor para o conhecimento e desenvolvimento científico. Um assunto que está a merecer a atenção da comunidade científica mundial nos últimos anos é a questão da acidificação dos oceanos. A diminuição gradual do pH das águas pode vir a ter graves repercussões nos ecossistemas marinhos, e o Centro Experimental do Ramalhete tem vindo a conduzir experiências com fauna e flora provenientes da Ria Formosa em águas com níveis de pH mais reduzido, condições que se prevê que os oceanos venham a ter no futuro. Os equipamentos de instrumentação e controlo a que o Centro tem acesso condicionam as experiências que ali são levadas a cabo pelos investigadores, pelo que o desenvolvimento de equipamentos adequados incorporando tecnologias apropriadas permitiria a realização de novas e melhores experiências no campo da biologia marinha. Ao nível do controlo existe uma lacuna no mercado, entre controladores para aquariofilia demasiado simples e controladores industriais demasiado dispendiosos e complexos. Esta dissertação pretende colmatar essa lacuna através do desenvolvimento de um protótipo de um sistema distribuído microcontrolado para aquisição de dados e controlo de pH que vá ao encontro das necessidades dos investigadores do Centro e que se pretende simples, modular, flexível, económico e expansível no futuro. O foco centra-se no desenvolvimento da instrumentação necessária para as medições de temperatura e pH, e depois no estudo de uma malha de controlo PID utilizando como base um modelo do sistema obtido através de resultados experimentais, para o controlo automático do pH.

Problems in the use of benzoic acid for estimating the internal pH of yeasts

Some yeasts have the peculiar ability to grow in the presence of weak acids at rather low pH. These conditions are predominant in preserved foods and beverages such as fruit concentrates, juices, wine, where these yeasts are responsible for spoilage. The main preservatives currently utilized by food industries are sorbic, propionic, benzoic acids and SO2. It is usually assumed that weak acids diffuse through the plasma membrane in the undissociated form. In the cytoplasm, where the pH is higher, dissociation occurs resulting in accumulation of the lipid-insoluble anion and internal acidification. This is probably a very general mechanism of preventing microbial growth in foods.

O lago de todos os recursos : [homenagem a Hélio Osvaldo Alves]

O presente volume de estudos em homenagem ao Professor Hélio Osvaldo Alves é composto por duas partes. A primeira, com o título de ‘Testemunhos’, reúne as palavras com que amigos, colegas e discípulos recordaram a pessoa de Hélio Alves. A segunda parte, ‘Comunicações’, inclui os textos de carácter científico apresentados e debatidos no colóquio, realizado em Novembro de 2003. ‘O lago de todos os recursos’ é uma expressão que o Professor Hélio tomou de empréstimo a E. P. Thompson, e adaptou, para baptizar um dos seus estudos sobre a ideia de Cultura. Escolhemos esse título para o colóquio que deu origem a este volume por ele sugerir as infinitas possibilidades de estudo e análise que se contêm na palavra Cultura, bem como a diversidade de escolhas e aproximações que os estudos de Cultura proporcionam.

Measurement of pH: comparing methods across the Kuroshio Extension

Senior thesis written for Oceanography 445

pH Limitations in environmental geochemical monitoring

Senior thesis written for Oceanography 445

Electrospun pH-sensitive core–shell polymer nanocomposites fabricated using a tri-axial process

A modified tri-axial electrospinning process was developed for the generation of a new type of pH-sensitive polymer/lipid nanocomposite. The systems produced are able to promote both dissolution and permeation of a model poorly water-soluble drug. First, we show that it is possible to run a tri-axial process with only one of the three fluids being electrospinnable. Using an electrospinnable middle fluid of Eudragit S100 (ES100) with pure ethanol as the outer solvent and an unspinnable lecithin-diclofenac sodium (PL–DS) core solution, nanofibers with linear morphology and clear core/shell structures can be fabricated continuously and smoothly. X-ray diffraction proved that these nanofibers are structural nanocomposites with the drug present in an amorphous state. In vitro dissolution tests demonstrated that the formulations could preclude release in acidic conditions, and that the drug was released from the fibers in two successive steps at neutral pH. The first step is the dissolution of the shell ES100 and the conversion of the core PL–DS into sub-micron sized particles. This frees some DS into solution, and later the remaining DS is gradually released from the PL–DS particles through diffusion. Ex vivo permeation results showed that the composite nanofibers give a more than twofold uplift in the amount of DS passing through the colonic membrane as compared to pure DS; 74% of the transmitted drug was in the form of PL–DS particles. The new tri-axial electrospinning process developed in this work provides a platform to fabricate structural nanomaterials, and the core–shell polymer-PL nanocomposites we have produced have significant potential applications for oral colon-targeted drug delivery.

(Un)suitability of the use of pH buffers in biological, biochemical and environmental studies and their interaction with metal ions – a review

The use of buffers to maintain the pH within a desired range is a very common practice in chemical, biochemical and biological studies. Among them, zwitterionic N-substituted aminosulfonic acids, usually known as Good’s buffers, although widely used, can complex metals and interact with biological systems. The present work reviews, discusses and updates the metal complexation characteristics of thirty one commercially available buffers. In addition, their impact on biological systems is also presented. The influences of these buffers on the results obtained in biological, biochemical and environmental studies, with special focus on their interaction with metal ions, are highlighted and critically reviewed. Using chemical speciation simulations, based on the current knowledge of the metal–buffer stability constants, a proposal of the most adequate buffer to employ for a given metal ion is presented.

Production of polyhydroxyalkanoates from cheese whey - pH effect on the acidogenic fermentation stage and nutrient needs of the culture selection stage

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Biotecnologia

Fungi, bacteria and soil pH: the oxalate-carbonate pathway as a model for metabolic interaction

The oxalatecarbonate pathway involves the oxidation of calcium oxalate to low-magnesium calcite and represents a potential long-term terrestrial sink for atmospheric CO2. In this pathway, bacterial oxalate degradation is associated with a strong local alkalinization and subsequent carbonate precipitation. In order to test whether this process occurs in soil, the role of bacteria, fungi and calcium oxalate amendments was studied using microcosms. In a model system with sterile soil amended with laboratory cultures of oxalotrophic bacteria and fungi, the addition of calcium oxalate induced a distinct pH shift and led to the final precipitation of calcite. However, the simultaneous presence of bacteria and fungi was essential to drive this pH shift. Growth of both oxalotrophic bacteria and fungi was confirmed by qPCR on the frc (oxalotrophic bacteria) and 16S rRNA genes, and the quantification of ergosterol (active fungal biomass) respectively. The experiment was replicated in microcosms with non-sterilized soil. In this case, the bacterial and fungal contribution to oxalate degradation was evaluated by treatments with specific biocides (cycloheximide and bronopol). Results showed that the autochthonous microflora oxidized calcium oxalate and induced a significant soil alkalinization. Moreover, data confirmed the results from the model soil showing that bacteria are essentially responsible for the pH shift, but require the presence of fungi for their oxalotrophic activity. The combined results highlight that the interaction between bacteria and fungi is essential to drive metabolic processes in complex environments such as soil.

Artes y métodos de pesca en las riveras del lago Titicaca

Expone el nivel técnico que han alcanzado los pescadores que habitan las riveras del lago Titicaca, así como sus artes y métodos de pesca más empleados por ellos. Los resultados presentados durante las labores de campo demuestran que la extracción pesquera del lago, se centra fundamentalmente en la captura del carachi, debido a que es la especie más abundante y de más fácil captura por su costumbre de vivir en lugares cercanos a la playa.

Pesca experimental en aguas negras y limpias del litoral de la bahía de Puno, Lago Titicaca, Perú

Se llevaron a cabo dos censos en la zona de "agua negra" de la bahía interior de Puno y en la zona adyacente de "agua limpia" en Ojerani, durante julio y agosto de 1981 y enero y febrero de 1982. Comparaciones de captura por unidad de esfuerzo con redes agalleras y con redes de arrastre indicaron diferencias marcadas en la abundancia de poblaciones de peces en las dos zonas. Mientras que tres de las especies nativas dominantes de Orestias (carachi gringo, O. olivaceous; carachi amarillo, O. luteus; e ispi, O. ispi) se encontraron en números reducidos en la zona de "agua negra", una especie (carachi gris, O. agasii) se mostró en similar abundancia en las dos zonas. El aterínido introducido ( pejerrey, Basilichthys bona­ riensis) resultó ser más abundante en la zona de agua negra. Se observaron también diferencias en la distribución vertical del pejerrey: este pez ocupaba una parte más alta de la columna de agua en la zona de agua negra; así como en la distribución del tamaño: los peces son más grandes en la zona de agua negra. Los resultados sugieren que, la polución por los deshechos de Puno elevan la producción del pejerrey, pero puede disminuir la producción de algunas de las especies nativas de carachi. Las diferencias en la captura de peces y en las curvas de selectividad de redes agalleras en las dos estaciones, indicaron que el pejerrey, el carachi gris y el carachi amarillo viven y crecen en la zona litoral del Lago Titicaca durante largos períodos. El carachi gringo y el ispi migran a la zona litoral para desovar, mayormente en la época de lluvia. Durante la época seca y la época lluviosa ocurrieron marcadas migraciones diurnas de las especies dominantes: el pejerrey ocupa la zona de la orilla mayormente durante el día, mientras que el carachi ocupa esta zona mayormente de noche. La gran abundancia de ispi en desove en la zona litoral, puede proveer una oportunidad para extender la pesquería local de subsistencia en el Lago Titicaca, a condición de que se tomen medidas para evitar la sobre explotación de este recurso.

Investigación y recomendaciones acerca de los recursos hidrobiológicos del sistema Lago Titicaca-Perú

La siguiente investigación se centra en establecer las bases científicas para la administración racional de las pesquerías peruanas de aguas continentales y para su óptima utilización.

Métodos y recomendaciones para el muestreo de peces y datos limnológicos en la zona litoral del lago Titicaca

Estudio realizado a fines de diciembre en el año 1979, donde realiza un muestreo limnológico del litoral mediante métodos estándar.