Simultaneous nitrification, denitrification, and phosphorus removal in a lab-scale sequencing batch reactor

Simultaneous nitrification and denitrification (SND) via the nitrite pathway and anaerobic-anoxic-enhanced biological phosphorus removal (EBPR) are two processes that can significantly reduce the energy and COD demand for nitrogen and phosphorus removal. The combination of these two processes has the potential of achieving simultaneous nitrogen and phosphorus removal with a minimal requirement for COD. A lab-scale sequencing batch reactor (SBR) was operated in alternating anaerobic-aerobic mode with a low dissolved oxygen (DO) concentration (0.5 mg/L) during the aerobic period, and was demonstrated to accomplish nitrification, denitrification, and phosphorus removal. Under anaerobic conditions, COD was taken up and converted to poly-hydroxyalkanoates (PHAs), accompanied by phosphorus release. In the subsequent aerobic stage, PHA was oxidized and phosphorus was taken up to

Nitrate retention under sugarcane in wet tropical Queensland deep soil profiles

Nitrate leaching below the crop root-zone in variable charge soils may be adsorbed at anion exchange sites, thereby temporarily reducing the risk of contamination of water bodies. The objectives of this study were (i) to investigate whether nitrate adsorption, accumulation, and retention in the Johnstone River Catchment of Far North Queensland wet tropics is widespread; (ii) to assess the capacity of soil in the Johnstone River Catchment to retain nitrate; and (iii) to deduce the consequences of nitrate adsorption/desorption on contamination of water bodies. Soil cores ranging from 8 to 12.5 m depth were taken from 28 sites across the catchment, representing 9 Ferrosol soil types under sugarcane (Saccharum officinarum-S) cultivation for at least 50 years and from rainforest. The cores were segmented at 0.5-m depth increments and subsamples were analysed for nitrate-N, cation and anion exchange capacities, pH, exchangeable cations (Ca, Mg, K, Na), soil organic C, electrical conductivity, sulfate-S, and chloride. Nitrate-N concentration under sugarcane ranged from 0 to 72.5 mg/kg, compared with 0 to 0.31 mg/kg under rainforest, both Pin Gin soils. The average N load in 1-12 m depth across 19 highly oxidic profiles of the Pin Gin soil series was 1550 kg/ha, compared with 185 kg/ha under 8 non-Pin Gin soils and 11 kg/ha in rainforest on a Pin Gin soil. Most of the nitrate retention was observed at depth of 2-12 m, particularly at 4-10 m, indicating that the accumulation was well below the crop root-zone. The average maximum potential nitrate retention capacity was 10.8 t/ha for the Pin Gin and 4.7 t/ha for the non-Pin Gin soil. Compared with the current N load, the soils still possess a large capacity to adsorb and retain nitrate in profiles. Retention of large quantities of the leached nitrate deep in most of the profiles has reduced the risk of contamination of water bodies. However, computations show that substantial quantities of the nitrate leached below the root-zone were not adsorbed and remain unaccounted for. This unaccounted nitrate might have entered both on- and off-site water bodies and/or have been denitrified.

A low concentration of ouabain (0.18 µg/kg) enhances hypertension in spontaneously hypertensive rats by inhibiting the Na+ pump and activating the renin-angiotensin system

We investigated the effects of low ouabain concentrations on systolic (SAP) and diastolic (DAP) arterial pressures and on pressor reactivity in 3-month-old male spontaneously hypertensive rats (SHR). Arterial blood pressure (BP) and pressor reactivity to phenylephrine (PHE) were investigated before and after 0.18 μg/kg ouabain administration (N = 6). The influence of hexamethonium (N = 6), canrenone (N = 6), enalapril (N = 6), and losartan (N = 6) on ouabain actions was evaluated. Ouabain increased BP (SAP: 137 ± 5.1 to 150 ± 4.7; DAP: 93.7 ± 7.7 to 116 ± 3.5 mmHg; P < 0.05) but did not change PHE pressor reactivity. Hexamethonium reduced basal BP in control but not in ouabain-treated rats. However, hexamethonium + ouabain increased DAP sensitivity to PHE. Canrenone did not affect basal BP but blocked ouabain effects on SAP. However, after canrenone + ouabain administration, DAP pressor reactivity to PHE still increased. Enalapril and losartan reduced BP and abolished SAP and DAP responses to ouabain. Enalapril + ouabain reduced DAP reactivity to PHE, while losartan + ouabain reduced SAP and DAP reactivity to PHE. In conclusion, a small dose of ouabain administered to SHR increased BP without altering PHE pressor reactivity. Although the renin-angiotensin system (RAS), Na+ pump and autonomic reflexes are involved in the effects of ouabain on PHE reactivity, central mechanisms might blunt the actions of ouabain on PHE pressor reactivity. The effect of ouabain on SAP seems to depend on the inhibition of both Na+ pump and RAS, whereas the effect on DAP seems to depend only on RAS.

Efeito da adição de extrato de casca de jabuticaba nas características físico-químicas e sensoriais de queijo petit suisse

A busca pela melhoria da qualidade de vida e a procura por alimentos naturais e funcionais são crescentes. A incorporação de prebióticos e corantes naturais pode agregar valor ao produto, por serem capazes de melhorar sua qualidade e por apresentarem grandes atrativos tecnológicos. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adição de prebióticos (inulina e oligofrutose) e corante natural (extrato de casca de jabuticaba) nas características de queijo petit suisse. Foi realizada análise da composição físico-química (extrato seco total, cinzas, proteínas, lipídeos, carboidratos e acidez titulável) logo após o processamento, análise do pH, colorimetria, teor de compostos bioativos e atividade antioxidante em diferentes tempos de armazenamento (0, 7, 14, 21 e 28 dias), análise do teor de fibras alimentares da formulação de queijo petit suisse com maior atividade antioxidante ao final da vida de prateleira e análises microbiológica e sensorial. O queijo petit suisse elaborado foi dividido em cinco formulações, de acordo com a concentração de corante natural incorporado, que foram 0%, 1,5%, 2,0%, 2,5% e 3,0%. Os dados obtidos com as análises realizadas logo após o processamento e análise sensorial foram submetidos à análise de variância e teste de Tukey, os dados obtidos com as análises realizadas em diferentes tempos de armazenamento foram submetidos à análise de variância e estudo do comportamento cinético, e a análise de fibras e microbiológica foi analisada por meio de estatística descritiva. Os valores de extrato seco total, proteínas, lipídeos, cinzas e carboidrato não diferiram significativamente (p>0,05) entre as formulações. A formulação sem adição de corante natural apresentou menor acidez (p≤0,05), e com o aumento da concentração de corante natural, maior foi a acidez do queijo. Os teores de antocianinas, fenólicos totais e capacidade antioxidante foram maiores com o aumento da concentração de corante incorporado, sendo que o teor de antocianinas reduziu com o decorrer do tempo de armazenamento. O valor encontrado de fibras para a formulação contendo 3,0% de corante natural foi baixo, e o produto não apresentou alegação de propriedade funcional. A fim de verificar se o queijo estava próprio para o consumo, foi realizada análise microbiológica para coliformes termotolerantes, estando todas as formulações de queijo petit suisse em condições sanitárias satisfatórias. A análise sensorial foi realizada em duas etapas. Na primeira etapa foi realizado teste de aceitação com avaliação dos atributos cor, sabor, consistência e impressão global, e intenção de compra para todas as formulações com incorporação de corante natural. Na segunda etapa foi realizado o teste de aceitação com informação nutricional do produto para a amostra mais aceita na primeira etapa. Como resultado, foi observado que o atributo cor foi o único que apresentou diferença significativa (p≤0,05) entre as formulações, sendo as mais aceitas com concentração 2,5% e 3,0%. De forma geral, todas as formulações foram bem aceitas, porém, a formulação com maior adição de corante natural foi a que xiii apresentou maiores notas. Assim, o queijo com maior concentração de corante natural foi o utilizado na segunda etapa sensorial, sendo observada influência das informações nos atributos cor e consistência (p≤0,05). Dessa forma, a utilização de prebióticos e corante natural de casca de jabuticaba em queijo petit suisse foi viável por não alterar a composição centesimal do produto, além de conferir ao produto uma coloração atrativa.

Opções de manejo de Neoleucinodes elegantalis (Guenée), (Lepidoptera: Crambidae) com bases biológicas e controle mecânico, biológicos e extratos de plantas

A broca-pequena-do-fruto, Neoleucinodes elegantalis (Guenée) (Lepidoptera: Crambidae) é uma praga de grande importância na cultura do tomateiro. Desta forma, métodos de manejo que auxiliem no controle dessa praga e que reduzam a aplicação de agrotóxicos devem ser estudados. O objetivo do presente trabalho foi avaliar métodos alternativos de manejo da broca-pequena-do-fruto, como: o controle biológico, através da utilização de parasitoides do gênero Trichogramma e nematoides entompatogênicos (Heterorhabditis indica e Sterneneima carpocapsae); o controle físico, por meio do ensacamento de cachos de tomate com o tecido-não-tecido (TNT); e o controle químico através do estudo da atividade inseticida de plantas como a pimenta, o fumo, o alho e a mamona nas fases embrionárias, larval, pupal e adulta. Desta forma, por meio das análises foi possível verificar que a espécie e/ou linhagem de Trichogramma que mais se destacou foi T. galloi (Tg1) com características biológicas favoráveis ao manejo de N. elegantalis. Para os nematoides entomopatogênicos, S. carpocapsae, foi o mais efetivo, causando uma mortalidade de 82,93% a uma concentração de 65 juvenis infectivos por pré-pupa da broca-pequena-do-fruto. Através do ensacamento dos frutos, foi possível verificar a redução na oviposição da praga em frutos do tomateiro para quase zero com sacolas de TNT com fundo fechado, não ocorrendo alteração no peso, pH e graus brix do fruto, enquanto que no controle químico através de inseticidas botânicos foi possível verificar o destaque do extrato aquoso de fumo, reduzindo a oviposição, entrada e saída das lagartas nos frutos; causando mortalidade na fase embrionária, lagarta, pré-pupa e pupa da broca-pequena-do-fruto.

Estudo da cinética de extração alcoólica durante o processamento de licor de banana

O licor é uma bebida obtida a partir da mistura de álcool, água, açúcar e compostos aromáticos que podem ser extraídos de ervas, frutas, chocolates entre outros, dando origem a vários tipos e sabores de bebida. A banana é uma fruta perecível, que é produzida durante o ano todo e destaca-se no setor do agronegócio capixaba, sendo, portanto, uma boa alternativa para produção de licor, de cor e sabor bem característicos. O aroma é formado por uma mistura complexa de substâncias e que desempenha papel importante na aceitação do licor. Sua caracterização é feita por técnicas cromatográficas avançadas, como o emprego de GC/MS, e constitui um procedimento indispensável para o desenvolvimento da bebida em destaque. Este estudo teve como objetivo principal analisar o processo de extração dos compostos da banana durante a etapa de infusão para a produção de licor de banana e caracterização química de voláteis do extrato. Foram testadas cinco formulações: 200 g, 400 g, 600 g, 800 g e 1000 g de banana para 1 L de álcool de cereais com graduação alcoólica de 92,8 °GL, para obtenção do extrato hidroalcoólico de banana. Na etapa de extração foram realizadas análises físico-químicas de cor, °Brix, índice de refração, pH e atividade de água. Essas análises permitem determinar a cinética de extração dos compostos, bem como o tempo necessário para sua estabilização. A partir dos extratos, foram produzidos licores misturando-se água, extrato e xarope de açúcar, em proporções para que o licor tivesse 30% (m.v-1) de açúcares adicionados e 18 °GL, e foram realizadas análises físico-químicas no licor recém-preparado e após 60 dias de armazenamento. A análise dos compostos voláteis foi realizada no extrato hidroalcoólico após 21 dias do tratamento 2 (400 g.L-1), tendo a extração desses compostos ocorrido por meio do SPME e injetado no GC/MS. Foi observado que a cinética de extração variou para cada concentração e com o tipo de composto extraído. O tratamento 2 foi o que possuiu melhores características comparado aos demais, pois nessa concentração foi percebida a estabilização da coordenada de cor b* e não foi observado aglomeração de banana. O tempo de estabilização foi de 11 dias e a coordenada de cor b* foi o parâmetro utilizado para determinar o final da extração. Houve variações nos valores das análises físico-químicas entre o tempo 0 e após 60 dias, que podem ter ocorrido devido a reações no processo de maturação. Não foram detectados compostos voláteis de interesse, necessitando de adaptação da metodologia utilizada para avaliação de aroma de extrato hidroalcoólico de banana.

Estudo comparativo do pH e do volume salivar em indivíduos com laringofaringite crônica por doença do refluxo gastroesofágica antes e após o tratamento

INTRODUÇÃO: A Doença do Refluxo Gastroesofágico (DRGE) é a doença digestiva mais prevalente da atualidade e, recentemente, tem sido implicada em uma gama de alterações do seguimento laringofaríngeo (RLF). No entanto, pouco se sabe dos mecanismos fisiopatológicos destas manifestações supraesofágicas da DRGE. Os achados clínicos contraditórios e recentes pesquisas sugerem haver deficiências na capacidade de defesa deste seguimento. Uma das principais responsáveis pela homeostase da mucosa oral e do trato digestivo é a saliva com seu conteúdo orgânico e inorgânico. Tanto alterações do pH quanto do volume salivar já foram correlacionados com os sintomas e sinais sugestivos da DRGE e RLF. Estudo recente de nossa autoria demonstra diminuição estatisticamente significante do pH salivar de indivíduos com RLF quando comparado a controles sem a doença. Outro estudo constatou correlação entre a redução do volume X pH da saliva em indivíduos com DRGE, estando esta redução diretamente relacionada aos níveis de pH esofágico constatados durante pH-metria esofágica de 24 horas. OBJETIVOS: Avaliar como se comportam o pH e volume da saliva em um mesmo indivíduo com DRGE e RLF antes e após o tratamento clínico. MATERIAL E MÉTODO: Vinte e três pacientes com RLF tiveram o pH e volume da saliva total testados antes e após receberem tratamento com droga bloqueadora de bomba de prótons durante 12 semanas. RESULTADOS: Houve uma diferença estatisticamente significante (p<0,001) entre o pH da saliva antes e após o tratamento, estando este maior após o controle clínico da doença. O volume de saliva no paciente tratado foi significativamente maior do que no paciente pré-tratamento (p=0.009). DISCUSSÃO: Os achados sugerem que o pH salivar é influenciado pela presença de refluxo gastroduodenal à região laringofaríngea. Caso estudos futuros com populações maiores realmente comprovem esta correlação, poderemos cogitar a possibilidade de usar a mensuração do pH salivar, que é feita de forma rápida e não invasiva, como um meio de diagnosticar e avaliar o comportamento e controle do Refluxo Laringofaríngeo.

The influence of matrix mediated hopping conductivity, filler concentration, aspect ratio and orientation on the electrical response of carbon nanotube/polymer nanocomposites

A model to simulate the conductivity of carbon nanotube/polymer nanocomposites is presented. The proposed model is based on hopping between the fillers. A parameter related to the influence of the matrix in the overall composite conductivity is defined. It is demonstrated that increasing the aspect ratio of the fillers will increase the conductivity. Finally, it is demonstrated that the alignment of the filler rods parallel to the measurement direction results in higher conductivity values, in agreement with results from recent experimental work.

Thermal degradation of Pb(Zr0.53Ti0.47)O3/poly(vinylidene fluoride) composites as a function of ceramic grain size and concentration

Poly(vinylidene fluoride)/Pb(Zr0.53Ti0.47)O3,([PVDF]1−x/[PZT]x) composites of volume fractions x and (0–3) type connectivity were prepared in the form of thin films. PZT powders with average grain sizes of 0.2, 0.84, and 2.35 μm in different volume fraction of PZT up to 40 % were mixed with the polymeric matrix. The influence of the inorganic particle size and its content on the thermal degradation properties of the composites was then investigated by means of thermo-gravimetric analysis. It is observed that filler size affects more than filler concentration the degradation temperature and activation energy of the polymer. In the same way and due to their larger specific area, smaller particles leave larger solid residuals after the polymer degradation. The polymer degradation mechanism is not significantly modified by the presence of the inorganic fillers. On the other hand, an inhibition effect occurs due to the presence of the fillers, affecting particularly the activation energy of the process.

Zinc supplementation, production and quality of coffee beans

Besides its importance in the coffee tree nutrition, there is almost no information relating zinc nutrition and bean quality. This work evaluated the effect of zinc on the coffee yield and bean quality. The experiment was conducted with Coffea arabica L. in "Zona da Mata" region, Minas Gerais, Brazil. Twelve plots were established at random with 4 competitive plants each. Treatments included plants supplemented with zinc (eight plots) and control without zinc supplementation (four plots). Plants were subjected to two treatments: zinc supplementation and control. Yield, number of defective beans, beans attacked by berry borers, bean size, cup quality, beans zinc concentration, potassium leaching, electrical conductivity, color index, total tritable acidity, pH, chlorogenic acids contents and ferric-reducing antioxidant activity of beans were evaluated. Zinc positively affected quality of coffee beans, which presented lower percentage of medium and small beans, lower berry borer incidence, lower potassium leaching and electrical conductivity, higher contents of zinc and chlorogenic acids and higher antioxidant activity in comparison with control beans.

Hydraulic conductivity in response to exchangeable sodium percentage and solution salt concentration

Hydraulic conductivity is determined in laboratory assays to estimate the flow of water in saturated soils. However, the results of this analysis, when using distilled or deionized water, may not correspond to field conditions in soils with high concentrations of soluble salts. This study therefore set out to determine the hydraulic conductivity in laboratory conditions using solutions of different electrical conductivities in six soils representative of the State of Pernambuco, with the exchangeable sodium percentage adjusted in the range of 5-30%. The results showed an increase in hydraulic conductivity with both decreasing exchangeable sodium percentage and increasing electrical conductivity in the solution. The response to the treatments was more pronounced in soils with higher proportion of more active clays. Determination of hydraulic conductivity in laboratory is routinely performed with deionized or distilled water. However, in salt affected soils, these determinations should be carried out using solutions of electrical conductivity different from 0 dS m-1, with values close to those determined in the saturation extracts.

Carbohydrates Concentration in leaves of potato plants affected by nitrogen fertilization rates

ABSTRACT At poor conditions of nitrogen (N) in the soil, potato plants may accumulate starch in leaves and be indicative of N nutritional stress. The objective of this work was to determine the effects of N rates (0, 50, 100, 200 and 300 kg ha-1 of N) on the concentrations of carbohydrates (total soluble sugars-TSS, reducing sugars-RS, non-reducing sugars-NRS and starch) in the fourth leaf (FL) of two potato cultivars (Asterix and Atlantic) and their critical levels (CL) associated to the N fertilization rate necessary to obtain the maximum physical (MPE) and economic (MEE) efficiency of tubers. A randomized block design with four replications was used in both experiments. On day 21 after plant emergence, four FL were collected from four plants. Potatoes plants fertilized with low rates of N accumulated less TSS in leaves than those properly fertilized. The opposite occurred with content of starch. The cultivars showed similar responses to five doses of N in relation to contents of starch and TSS. However, the response to the increase in doses of N for RS, NRS and Starch/NRS is cultivar-specific. The correlations between contents of RS, NRS and Starch/NRS with the starch and TSS were dependent on the potato cultivar.

Reversible Photorheology in Solutions of Cetyltrimethylammonium Bromide, Salicylic Acid, and trans-2,4,4 '-Trihydroxychalcone

We show photorheology in aqueous solutions of weakly entangled wormlike micelles prepared with cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), salicylic acid (HSal), and dilute amounts of the photochromic multistate compound trans-2,4,4'-trihydroxychalcone (Ct). Different chemical species of Ct are associated with different colorations and propensities to reside within or outside CTAB micelles. A light-induced transfer between the intra- and intermicellar space is used to alter the mean length of wormlike micelles and hence the rheological properties of the fluid, studied in steady-state shear Bow and in dynamic rheological measurements. Light-induced changes of fluid rheology are reversible by a the relaxation process. at relaxation rates which depend on pH and which are consistent with photochromic reversion rates measured by UV-vis absorption spectroscopy. Parameterizing viscoelostic rheological states by their effective relaxation time tau(c) and corresponding response modulus G(c), we find the light and dark states of the system to fall onto a characteristic state curve defined by comparable experiments conducted without photosensitive components. These reference experiments were prepared with the same concentration of CTAB, but different concentrations of HSal or sodium salicylote (NaSal), and tested at different temperatures.

Field effect and light-assisted a-Si:H sensors for detection of ions in solution

In this paper we present an amorphous silicon device that can be used in two operation modes to measure the concentration of ions in solution. While crystalline devices present a higher sensitivity, their amorphous counterpart present a much lower fabrication cost, thus enabling the production of cheap disposable sensors for use, for example, in the food industry. The devices were fabricated on glass substrates by the PECVD technique in the top gate configuration, where the metallic gate is replaced by an electrolytic solution with an immersed Ag/AgCl reference electrode. Silicon nitride is used as gate dielectric enhancing the sensitivity and passivation layer used to avoid leakage and electrochemical reactions. In this article we report on the semiconductor unit, showing that the device can be operated in a light-assisted mode, where changes in the pH produce changes on the measured ac photocurrent. In alternative the device can be operated as a conventional ion selective field effect device where changes in the pH induce changes in the transistor's threshold voltage.