Initial growth of maize in response to application of rock phosphate, vermicompost and endophytic bacteria

Due to the high energy requirement and demand for non-renewable resources for the production of chemical fertilizers, added also to the environmental impact caused by the use of such products, it is important to intensify research on bio-based agricultural inputs. The use of nitrogen-fixing endophytic and phosphate solubilizing bacteria can provide these nutrients to the plants from the air and poorly soluble phosphorus sources, such as phosphate rock. The objective of this study was to evaluate the nutrition and initial growth of maize (Zea mays L.) in response to the inoculation of nitrogen-fixing and rock phosphate solubilizing endophytic bacteria, in single or mixed formulation, applied with vermicompost. The treatments containing bacteria, both diazotrophic and phosphate solubilizing, when compared to controls, showed higher levels of leaf nitrogen and phosphorus in maize, as well as higher growth characteristics. The application of vermicompost showed synergistic effect when combined with endophytic bacteria. Thus, the innovation of the combination of the studied factors may contribute to the early development of maize.

Growth and nutrient uptake of coffee seedlings cultivated in nutrient solution with and without silicon addition

In recent years, the application of silicon (Si) in crops, including coffee, has become a common practice. The objective of this study was to assess the silicon uptake by coffee seedlings and its effects on plant growth, water and macro and micronutrient uptake. The research was conducted using nutrient solution in a greenhouse at the Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Viçosa, in a completely randomized design with two treatments (with and without silicon) and three replications. Each plot consisted of three plants grown in a 800 mL vessel containing the treatment solutions. At every three days, water consumption, the concentration of OH - and the depletion of Si and K were assessed in the nutrient solutions. After 33 days, the plants were assessed with regard to their fresh and dry weight of leaves, roots and stem, shoot height and total length of the plant (shoot and root). Number of leaves and internodes, and the content and accumulation of silicon, macro, and micronutrients were also determined. The consumption of water, the amount of potassium uptake and, biomass accumulation were greater in plants grown in solution without silicon addition. However, the concentration of OH- in the solution and the amount of silicon uptake were greater in plants grown in solution with added silicon. Silicon accumulation was greater in leaves than in stem and roots. Silicon decreased coffee plant accumulation of phosphorus, potassium, calcium, zinc, copper and iron.

No-till corn performance in response to P and fertilization modes

No-tillage systems provide soil changes that affect nutrient dynamics, hence, changing rates and forms of fertilizer application. This study aimed to evaluate the effect of phosphorus (P) and modes of nitrogen (N) and P application in corn under long-term no-tillage in a clayey Oxisol. Two experiments were carried out in the same experimental area and in the same year, in a randomized blocks design with four replications. In experiment I, the treatments consisted of five doses of phosphorus (0, 40, 80, 120 and 160 kg ha-1 of P2O5) applied in the sowing furrow. In experiment II, the treatments consisted of the N and P application modes (topdressing, in the sowing furrow and control - without N and P). Experiment I evaluated the root length, P uptake and grain yield and, the Experiment II, the firing height and yield. The P rates provided linear increases in root length in the 0-10 cm layer, P uptake and grain production. The different modes of application provided differences in the firing height and corn yield. The control treatment (0 kg ha-1 of N and P) provided the highest firing height, superior than those of topdressing and application in the furrow, which were not significantly different. The topdress application of N and P provided an increase in corn yield that exceeded 16 and 42% of the application in the furrow and the control, respectively. Thus, the results confirmed that increasing rates of P2O5, in soil with high initial P content, influence positively corn production factors, but with little significant responses, and the topdress application of N and P on soil with high P content, without water restriction, provided increased grain yield in relation to the application in the furrow.

Chemical, morphological, rheological and thermal properties of Solanum lycocarpum phosphorylated starches

The increasing need for starches with specific characteristics makes it important to study unconventional starches and their modifications in order to meet consumer demands. The aim of this work was to study physicochemical characteristics of native starch and phosphate starch of S. lycocarpum. Native starch was phosphated with sodium tripolyphosphate (5-11%) added with stirring. Chemical composition, morphology, density, binding ability to cold water, swelling power and solubility index, turbidity and syneresis, rheological and calorimetric properties were determined. Phosphorus was not detected in the native sample, but the phosphating process produced modified starches with phosphorus contents of 0.015, 0.092 and 0.397%, with the capacity of absorbing more water, either cold or hot. Rheological data showed the strong influence of phosphorus content on viscosity of phosphate starch, with lower pasting temperature and peak viscosity higher than those of native starch. Enthalpy was negatively correlated with the phosphorus content, requiring 9.7; 8.5; 8.1 and 6.4 kJ g-1 of energy for the transition from the amorphous to the crystalline state for the starch granules with phosphorus contents of 0; 0.015; 0.092 and 0.397%, respectively. Cluster analysis and principal component analysis showed that starches with 0.015 and 0.092% phosphorus have similar characteristics and are different from the others. Our results show that the characteristics of phosphate modified S. lycocarpum starch have optimal conditions to meet the demands of raw materials, which require greater consistency in stickiness, combined with low rates of retrogradation and syneresis.

Deterrência alimentar em Ascia monuste orseis Godart (Lepidoptera: Pieridae) induzida por soluções homeopáticas

A couve, Brassica oleracea var. acephala, destaca-se entre as plantas hortícolas como sendo frequentemente atacada por pragas, dentre as quais o curuquerê da couve, Ascia monuste orseis (Godart, 1819) (Lepidoptera: Pieridae). O controle desse inseto tem sido feito com inseticidas. Na agricultura orgânica, o uso dos referidos produtos é proibido e já existem alguns casos em que agricultores estão substituindo-o, por outras alternativas menos danosas ao meio ambiente, como as soluções homeopáticas, substâncias apontadas como ferramentas para Agroecologia. Este trabalho teve por objetivo verificar se soluções homeopáticas proporcionam mecanismos de antibiose, como deterrência alimentar, em Ascia monuste orseis, em couve 'manteiga cv. Santo Antônio' e se podem ser utilizadas no controle de pragas. As soluções testadas foram: - Sulphur 12CH; Phosphorus 5CH; Magnesia carbonica 30CH; Ruta 5CH. A testemunha foi água destilada + álcool de cereais 70% 5CH. Para o preparo de cada solução, foram retirados 0,2 ml de cada preparado homeopático, adicionados a 200 ml de água destilada pulverizados nas folhas e nos solo dos vasos. As características analisadas foram peso de lagartas no início e no final do 4° instar; peso seco de pupa (biomassa incorporada), comprimento de lagarta no 4° instar, duração do ciclo ovo-adulto, percentagem de emergência de adultos, comprimento alar, fecundidade das fêmeas e valor nutritivo das couves tratadas. Sulphur 12CH pode ser recomendado como método alternativo eficiente no controle de A. monuste orseis. Todas as soluções homeopáticas, com exceção do Phosphorus 5CH, promoveram deterrência alimentar, mecanismo de antibiose, interferindo no ciclo biológico de A. monuste orseis.

Diagnostic leaf to evaluate the nutritional status of Jatropha

ABSTRACT The analytical determination of nutrient levels in recently mature leaves in order to diagnose nutritional status is based on the fact that leaves are metabolically active and more sensitive to variation in nutrients of the soil. In most of cases, there is a direct well known between foliar content and the development and yield of the plant. However, for a more accurate interpretation, it is essential to establish the index leaf. There are few published studies about Jatropha with contrasting results. In order to establish the index leaf, in adult plants, the macronutrient levels were evaluated in samples collected in experimental plots, in which doses of nitrogen and phosphorus were applied, in two parts of the floral branches (in the top and in the middle thirds); and in three positions of leaves of the floral branch (between the 1st and 3rd, 6th and 8th, and 13th and 15th leaves below the inflorescence). The location of the leaf on the plant significantly affects nutrient contents. Nitrogen, phosphorus, potassium and sulfur tend to have higher concentration in young tissues. Calcium and magnesium showed higher levels in the basal leaves of floral branches. Samples collected in the top third of plants (between the 6th and 15th leaves of the floral branch) are more sensitive to variations of nitrogen and phosphorus fertilization. Therefore, we indicate the 6th to 15th leaves of the top third plants as index leaves estimate nutritional status of Jatropha.

Toxicidade a cianobactérias: impacte potencial na saúde pública em populações de Portugal e Brasil

Como recurso natural fundamental à vida, a água e os ecossistemas aquáticos devem ser alvo de avaliação contínua, no que se reporta à sua qualidade física, química e biológica. Segundo a Organização Mundial de Saúde cerca de 1,1 biliões de pessoas estão impossibilitadas em aceder a qualquer tipo de água potável e, as populações residentes nas proximidades de rios, lagoas, e reservatórios utilizam estas águas para as suas necessidades de consumo, aumentando o risco de transmissão de doenças. Enquanto constituintes da comunidade fitoplanctónica, as cianobactérias são microrganismos procariotas, fotossintéticos, que obtêm os nutrientes diretamente da coluna de água e, um aumento da concentração de nutrientes (principalmente azoto e fósforo), associado a condições ambientais favoráveis, pode desencadear um crescimento rápido originando fluorescências. Sob determinadas condições as cianobactérias podem produzir toxinas existindo registos que evidenciam que fluorescências toxicas são responsáveis pelo envenenamento agudo e morte de animais e humanos pelo que, a água utilizada para consumo humano deverá ser regularmente monitorizada para este elemento biológico. O objetivo deste estudo é relacionar a ocorrência de fluorescências de cianobactérias (> 2000 cel/ml) e toxicidade associada, com o impacte potencial na Saúde Pública avaliado através do consumo direto ou indireto da água. Em Portugal foram selecionados oito reservatórios situados na região Sul, pertencentes às bacias hidrográficas do Sado e Guadiana e estudados entre 2000 e 2008. No Brasil foram selecionados os reservatórios de Três Marias (Estado de Minas Gerais) e de Tucuruí (Estado do Pará) e estudados em 2005 e 2006 respetivamente. Os reservatórios foram caracterizados em termos físicos e químicos, tendo-se igualmente procedido à caracterização da comunidade fitoplanctónica através da identificação e quantificação dos principais grupos presentes em diferentes épocas do ano. Em termos fitoplanctónicos os reservatórios portugueses apresentaram maior diversidade,verificando-se contudo dominância das cianobactérias na comunidade. Associados a fluorescências, foram registados nestes reservatórios géneros produtores de hepato e neurotoxinas como Aphanizomenon sp, Microcystis aeruginosa e Oscillatoria sp. No Brasil, em situação de fluorescências, os géneros produtores de neuro e hepatotoxinas foram Microcystis (> 350.000 cels/ml) e Cylindrospermopsis. A presença destes géneros, poderá constituir um risco potencial para a saúde pública, pelo que é importante a implementação de medidas de mitigação em todos os reservatórios objeto de estudo, devendo essa atuação passar pelo controle do estado trófico no sentido de evitar o desenvolvimento de fluorescências. Assim sugere-se a implementação de um tratamento adequado para a produção de água de consumo e a organização de ações de sensibilização e aviso e informação às populações que utilizam os reservatórios em Portugal e no Brasil para diversos usos. - ABSTRACT - As a life fundamental natural resource, water and aquatic ecosystems must be continuously evaluated in their physical, chemical and biological quality. According World Health Organization, 1.1 billion people has no chance to access any kind of potable water. Populations living near rivers, lagoons or reservoirs use those waters to content their needs, increasing risks disease transmission. As members of phytoplankton community, cyanobacteria are prokaryotic, photosynthetic microorganisms and get its nutrients directly from water column. The increase of this nutrients (especially nitrogen and phosphorus) associated with favorable environment conditions, can support a sudden grow and instigate blooms. Under specific conditions cyanobacteria can produce toxins and several records have shown that toxic blooms are responsible by acute poisoning and death in animals and humans so, water for human consumption must be regularly surveyed for this biologic element. The aim of this study is to correlate Cyanobacteria blooms (>2.000cels/ml) and connected toxicity with public health impact, evaluated through water consumption. In Portugal, eight reservoirs located in the South region were selected and study between 2000 and 2008. In Brazil, Três Marias reservoir (Minas Gerais Provence) and Tucuruí (Pará Provence) were selected and study in 2005 and 2006. Reservoirs were characterized in physical and chemical aspects, as well as phytoplankton community, through identification and counting of main present groups along study period. In bloom circumstances, liver toxins and neurotoxins producers like Aphanizomenon sp, Microcystis aeruginosa and Oscillatoria sp. were founded in Portuguese reservoirs. In Brazil, cyanobacteria genera involved in toxic bloom were Microcystis (> 350.000 cels/ml) and Cylindrospermopsis. This genera presence represents a potential risk for public health, and show the requirement to implement mitigation measures in all study reservoirs. These measures can be represented by water eutrophication control to avoid blooms, by appropriate treatments of water to human consumption, and public warnings or information to dose people in Portugal and Brazil that use these reservoirs to several activities.

Cyanobacteria toxicity: potential public health impact in South Portugal populations

Cyanobacteria are prokaryotic, plantlike organisms present in lakes, recreational waters, and reservoirs, and often dominate phytoplankton communities in warm, nutrient-enriched hard waters. A stable water column rich in certain nutrients, especially nitrogen and phosphorus, is associated with favorable environmental conditions that support development of cyanobacterial population maxima or "blooms." Under specific conditions, cyanobacteria produce toxins that are responsible for acute poisoning and death of animals and humans. The main aim of this study was to correlate the presence of cyanobacteria blooms with potential toxicity to humans as a public health issue. In Portugal, seven reservoirs located in the southern region were selected and studied between 2000 and 2008. Reservoirs were characterized by physical and chemical aspects, and identification of phytoplankton communities. In the case of cyanobacterial blooms, toxins that affected the liver, nervous system, and skin were detected, namely, Microcystis aeruginosa, Aphanizomenon spp., and Oscillatoria. These findings suggest the presence of a potential risk for public health, and indicate the need to implement mitigation measures in all studied reservoirs. These measures may involve (1) water eutrophication control to avoid blooms, (2) appropriate treatment of water for human consumption, and (3) public warnings or information to those individuals that use these reservoirs for several recreational activities.

Determinants of salivary cotinine level: a population-based study in Brazil

OBJECTIVE: A cross-sectional population-based study was conducted to assess, in active smokers, the relationship of number of cigarettes smoked and other characteristics to salivary cotinine concentrations. METHODS: A random sample of active smokers aged 15 years or older was selected using a stepwise cluster sample strategy, in the year 2000 in Rio de Janeiro, Brazil. The study included 401 subjects. Salivary cotinine concentration was determined using gas chromatography with nitrogen-phosphorus detection. A standard questionnaire was used to collect demographic and smoking behavioral data. The relation between the number of cigarettes smoked in the last 24h and cotinine level was examined by means of a nonparametric fitting technique of robust locally weighted regression. RESULTS: Significantly (p<0.05) higher adjusted mean cotinine levels were found in subjects smoking their first cigarette within five minutes after waking up, and in those smoking 1-20 cigarettes in the last 24h who reported inhaling more than ½ the time. In those smoking 1-20 cigarettes, the slope was significantly higher for those subjects waiting for more than five minutes before smoking their first cigarette after waking up, and those smoking "light" cigarettes when compared with their counterparts. These heterogeneities became negligible and non-significant when subjects with cotinine >40 ng/mL per cigarette were excluded. CONCLUSIONS: There was found a positive association between self-reporting smoking five minutes after waking up, and inhaling more than ½ the time are consistent and higher cotinine levels. These can be markers of dependence and higher nicotine intake. Salivary cotinine proved to be a useful biomarker of recent smoking and can be used in epidemiological studies and smoking cessation programs.

Selecção do melhor descolorante para a eliminação da cor residual num efluente têxtil

Mestrado em Engenharia Química

Diagnóstico ambiental de uma queijaria e proposta de melhorias

O presente trabalho tem como objectivo o diagnóstico ambiental da empresa Lacticinios do Paiva, S.A, a avaliação da água do processo e da ETARI e o estudo da fermentação do soro de queijo com o intuito de produção de bioetanol. No diagnóstico ambiental da empresa, observou-se que 18.227.731 litros de leite usados anualmente geram 5.031 ton/ano de queijo, 7.204 ton/ano de soro de queijo, 74.201 m3/ano de efluente liquido, 14 ton/ano de plástico e 20 ton/ano de cartão. Os principais problemas com necessidade de optimização são a recuperação de água das lavagens, avaliação da produção de biogás no digestor anaeróbio, recuperação do volume de leite que é desperdiçado na produção de queijo fresco de longa duração, avaliação da eficiência energética da empresa, valorização das natas e do soro de queijo. Decidiu-se neste trabalho avaliar a possibilidade de reciclagem das águas de lavagem, avaliar o funcionamento da ETARI face à legislação existente e estudar a possibilidade de valorização do soro de queijo. Na avaliação das águas de processo das lavagens para posterior reciclagem, verifica-se que relativamente ao pH e aos sólidos suspensos não existe problema, podendo encarar-se a hipótese de reciclagem directa. No entanto, no que respeita à carga orgânica das águas de lavagem do sistema de ultrafiltração do queijo fresco de longa duração, constata-se que esta não poderia ser utilizada novamente, uma vez que apresenta valores elevados de CQO. Para a sua reutilização, será necessário remover a CQO, hipótese que se estudou com resultados positivos. Verificou-se que, um tratamento por adsorção em carvão activado precedido de microfiltração, reduz a CQO de forma significativa permitindo admitir a hipótese de reciclagem da água, nomeadamente para as 1ª e 3ª águas de lavagem. As outras águas teriam necessidade de mais tempo de contacto com o carvão activado. No sentido de avaliar o funcionamento da ETARI, foram analisadas várias correntes da mesma, em particular a do efluente final, no que respeita a parâmetros como: pH, Sólidos Suspensos Totais, Carência Química de Oxigénio, Carência Bioquímica de Oxigénio, Turvação, Nitratos, Fósforo Total, Azoto Kjeldalh, Azoto Amoniacal e Cloretos. Observou-se que os valores para o efluente final da ETARI são os seguintes: pH compreendido entre [7,21 – 8,69], SST entre [65,3 – 3110] mg/L, CQO entre [92,5 – 711,5] mg/L, CBO5 entre [58 – 161] mg/L, NO3- entre [10,8 – 106,7] mg/L, fósforo total entre [8,3 – 64,3] mg/L, turvação entre [67,7 – 733,3] FTU e cloretos entre [459,9 – 619,81] mg/L; pode-se dizer que os parâmetros analisados se encontram quase sempre dentro da gama de valores impostos pela Câmara Municipal de Lamego pelo que o efluente pode ser lançado no Colector Municipal de Cambres. Relativamente à fermentação alcoólica do soro de queijo, verifica-se que a levedura Kluyveromyces Marxianus consegue degradar praticamente todo o açúcar presente no permeado produzindo assim uma quantidade razoável de etanol. Quando se utilizou a levedura Saccharomyces Cerevisiae, a produção de etanol foi muito reduzida, como esperado, dado que esta levedura apresenta dificuldades na metabolização da lactose. Constatou-se assim que a melhor levedura para a fermentação do permeado do soro de queijo é a Kluyveromyces Marxianus, estimando-se em 150 mg a produção de etanol por L de soro.

Estudo da tratabilidade laboratorial e optimização experimental do tratamento de águas residuais de indústrias lácteas

O presente trabalho experimental teve como objectivos estudar a tratabilidade dum efluente lácteo utilizando a técnica de coagulação/floculação e avaliar a possibilidade de utilização do carvão activado granulado (CAG) Aquasorb 2000 como adsorvente para a remoção de compostos orgânicos presentes nos efluentes lácteos pré–tratados por coagulação/floculação, funcionando como um tratamento de polimento. No estudo da tratabilidade do efluente por coagulação/floculação investigou-se a influência de determinadas variáveis como o tipo e dose de coagulante e pH, a fim de encontrar as melhores condições operatórias. A utilização da referida técnica visou a redução do valor de concentração de alguns parâmetros: carência química de oxigénio (CQO); fósforo total e turvação, tendo sido utilizados efluentes desta indústria recolhidos em diferentes datas e após tratamento biológico, designados por A, B, C e D apresentando características diferentes. Sendo que o efluente A apresentava valores de CQO, fósforo total e turvação de 500 mg O2/L;32 mg P/L e 40 NTU respectivamente, o efluente B 1400 mg O2/L; 120 mg P/L e 80 NTU respectivamente, o efluente C 12300 mg O2/L; 87 mg P/L e 350 NTU respectivamente e o efluente D 340 mg O2/L; 33 mg P/L e 42 NTU respectivamente. Os coagulantes estudados foram hidróxido de cálcio (HC), sulfato de alumínio (SA) e tricloreto de ferro (TF). Verificou-se que o coagulante com maior eficácia nos efluentes estudados foi o TF. As maiores remoções de CQO, fósforo total e turvação, 89%, 99,9% e 99%, respectivamente, foram obtidas para o efluente C, com uma dosagem de TF de 4 g/L e com um pH entre 6 e 7. Entre os efluentes estudados este era o que apresentava valores iniciais mais elevados para qualquer um destes parâmetros. As melhores percentagens de remoção obtidas com o HC, para a CQO, fósforo total e turvação foram de 59%, 99% e 91%, respectivamente, com uma dosagem de HC de 1 g/L e com um pH entre 10 e 11,5 foram conseguidas no tratamento do efluente D, com o qual se alcançaram também as melhores remoções de CQO, fósforo total e turvação de 65%, 99% e 87%, respectivamente, quando se utilizou o coagulante SA, com uma dosagem de 2 g/L e com um pH entre 7 e 7,5. Relativamente ao volume de lamas produzido neste processo pela utilização dos diferentes coagulantes no tratamento dos efluentes referidos concluiu-se que o coagulante que gera menor volume de lamas é o HC, sendo o SA aquele que origina um maior volume. Submeteu-se posteriormente o efluente D, pré-tratado por coagulação/floculação, a um processo de adsorção em batch utilizando o CAG Aquasorb 2000, onde se conseguiu uma remoção de CQO de 48%, alcançando para este parâmetro o valor de 63 mg O2/L, nas condições operatórias que correspondem a uma massa de CAG de 12,5 g/L e um tempo de contacto de 3 horas. Quanto aos custos associados com os coagulantes, o que menores custos apresenta é o HC (150 €/ton), seguido pelo TF (250 €/ton) e por ultimo o SA (340 €/ton). Sendo que o efluente quando tratado com TF e SA é necessário uma correcção do pH do meio para que estes coagulantes actuem eficazmente, em que essa correcção de pH é realizada com hidróxido de sódio (540 €/ton). Realizaram-se ainda estudos de equilíbrio de adsorção com o carvão activado referido e o azul-de-metileno usando diferentes concentrações deste (50 mg/L; 100 mg/L e 200 mg/L) e diferentes massas de CAG (0,1g; 0,2g; 0,3g; 0,4g e 0,5g). A temperatura a que se realizaram estes ensaios foi de 28,7ºC e o volume de azul-de-metileno foi de 200 mL. Verificou-se que os melhores resultados obtidos foram para uma concentração de adsorvato de 100 mg/L. Ajustaram-se os modelos de Langmuir e Freundlich às isotérmicas obtidas tendo correlações mais elevadas para a concentração de 100 mg/L de corante (azul de metileno), sendo o modelo de Freundlich aquele que melhor se ajustou apresentando uma correlação quadrática de 0,9744 e os seguintes parâmetros Kf = 6,59 e n = 5,33, enquanto que o de Langmuir apresentou uma correlação quadrática de 0,9583 e os seguintes parâmetros qmáx = 83,3 mg/g de adsorvente e K = 20 L/mg de adsorvato.. Verificou-se que a capacidade de adsorção promovida pelo CAG, em relação ao azul-demetileno, obtida experimentalmente, 83,3 mg/g, é muito inferior à capacidade de adsorção teoricamente prevista pela ficha técnica deste carvão, 280 mg/g a uma temperatura de 25ºC, o que pode indiciar que o carvão utilizado não estaria nas melhores condições.

Efeito das condições ambientais na produtividade lipídica da Dunaliella tertiolecta

Este trabalho teve como objectivo a optimização das condições de crescimento de biomassa algal tendo em vista a sua utilização como fonte de lípidos para biocombustíveis. Assim, procedeu-se à inoculação de duas estirpes, a Dunaliella tertiolecta (água salgada) e a Tetraselmis subcordiformis (água salobra), seleccionando-se a Dunaliella tertiolecta uma vez que esta apresentou um crescimento mais rápido. Escolhida a estirpe a usar, avaliou-se a influência da composição do meio de cultura da espécie, variando-se a concentração de macronutrientes (Magnésio, Potássio, Azoto, Fósforo) e de micronutrientes (Manganês, Zinco, Ferro, Cobalto) presentes no meio em 10 e 20 vezes, comparativamente à do meio de cultura padrão, o meio Artificial Seawater Medium with Vitamins. Avaliou-se o crescimento algal, a uma temperatura de 25 ºC ± 2 ºC, com uma intensidade de iluminação de 5000 lux (lâmpadas luz dia) e fotoperíodos 12:12 h, controlando possíveis contaminações nas culturas em estudo. Para os ensaios realizados com a Dunaliella tertiolecta, os melhores resultados para a produtividade média e máxima de biomassa, 63,06 mgbiomassa seca/L.dia e 141,79 mgbiomassa seca/L.dia, respectivamente, foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato). Os resultados mais satisfatórios para o teor lípidico e para a produtividade lipídica máxima, 33,45% e 47,43 mgóleo/L.dia respectivamente, também foram obtidos no ensaio em que se fez variar 10 vezes a concentração de azoto (sob a forma de nitrato), (com extracção dos lípidos usando o método de Bligh e Dyer). Foram testados dois solventes para a extracção de lipídos, o clorofórmio e o hexano, tendose obtido resultados superiores com o clorofórmio, comparativamente aos obtidos quando se usou hexano, com excepção do ensaio em que se aumentou 20 vezes a concentração de fósforo no meio de cultura das microalgas. Verificou-se que, em todos os ensaios foi atingido o estado estacionário sensivelmente na mesma altura, isto é, decorridos cerca de 25 dias após o início do estudo, excepto os ensaios em que se fez variar a concentração de cobalto, para os quais as culturas não se adaptaram às alterações do meio, acabando por morrer passados 15 dias. A adição dos macronutrientes e micronutrientes usados nos ensaios, nas quantidades testadas, não influenciou significativamente a produtividade lipídica, com excepção do azoto e ferro. Conclui-se que o aumento da concentração de azoto para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para mais do dobro (3,6 vezes – Padrão: 13,25 mgóleo/L.dia; 10x N: 47,43 mgóleo/L.dia) e que o aumento da concentração de ferro para 10x o valor padrão potencia o aumento da produtividade lipídica máxima para aproximadamente o dobro (1,9 vezes - Padrão: 14,61 mgóleo/L.dia; 10x Fe: 28,04 mgóleo/L.dia). Nos ensaios realizados com adição de azoto ou ferro, os resultados obtidos para a concentração, teor lípidico e produtividade lipídica máxima, foram sempre superiores aos do padrão correspondente, pelo que se pode concluir que estes ensaios se apresentam como os mais promissores deste estudo, embora o ensaio mais satisfatório tenha sido aquele em que se promoveu a alteração da concentração de azoto para 10 vezes o valor padrão.

Optimização do tratamento por lamas activadas do efluente líquido da Mundotêxtil

A Mundotêxtil foi fundada em 1975 tendo iniciado a sua actividade na área comercial de produtos têxteis. Actualmente é o maior produtor nacional de atoalhados de felpo e emprega 575 colaboradores. Como resultado do seu crescimento e sobretudo da actividade de tingimento de fio e felpo, as necessidades de água são consideráveis e o volume de efluentes gerados nos processos industriais é cada vez maior a empresa avançou com a construção de uma estação de tratamento por lamas activadas, colocando-a em funcionamento em Setembro de 2004. Inicialmente surgiram dificuldades para a remoção da cor e da concentração da Carência Química de Oxigénio (CQO) de modo a cumprir os limites máximos de emissão permitidos nas normas de descarga no rio Ave e no Decreto-Lei nº 236/98, de 1 de Agosto. Com a descarga de parte dos efluentes no SIDVA e a utilização de um coagulante adicionado ao reactor o tratamento passou a apresentar melhores resultados. O intuito deste trabalho é o de apresentar soluções de modo a optimizar o funcionamento do tratamento biológico da Mundotêxtil. A optimização pode começar na concepção dos produtos, pode incidir no processo de fabrico para além de poder ser efectuada no seio da estação de tratamento biológico. Foi efectuado um estudo do tratamento biológico por lamas activadas no Laboratório de Tecnologia Química Profª Doutora Lída de Vasconcelos, laboratório tecnológico do Instituto Superior de Engenharia do Porto (ISEP) que decorreu nos meses de Maio, Junho e Julho de 2010. O estudo laboratorial foi efectuado para três situações distintas: 1) tratamento do efluente bruto sem qualquer tipo de pré-tratamento (ensaios 1 a 3); 2) tratamento do efluente bruto submetido a pré-tratamento com coagulante Ambifloc BIO MD (ensaios 4 e 5) e 3) tratamento com adição de fungos ao tanque de arejamento (ensaio 6). Foram utilizadas duas instalações de tratamento alimentadas a partir do mesmo tanque de alimentação. Os dois sistemas eram idênticos, diferiram nos caudais de alimentação de efluente que foram alterados ao longo do estudo. O efluente a tratar foi fornecido pela empresa Mundotêxtil, sendo recolhido por diversas vezes ao longo dos ensaios. Este efluente foi retirado após o pré-tratamento da empresa, ou seja este efluente é o mesmo que alimenta o tratamento biológico da Mundotêxtil. Devido a este facto o efluente usado no estudo laboratorial teve uma variabilidade no período em que decorreu o estudo, nomeadamente em termos de concentração de CQO e cor. A relação entre a Carência Bioquímica (CBO5) e a CQO situouse entre 0,47 e 0,63 o que traduz que está dentro dos valores típicos para um efluente têxtil. Os melhores resultados globais de remoção de CQO foram obtidos no ensaio 5 e estiveram compreendidos entre 73,2% e 77,5% para o ensaio 5.1 e entre 62,9 e 73,2% para o ensaio 5.2. Neste ensaio foi utilizado o coagulante. Todos os valores de concentração de CQO obtidos nos efluentes dos decantadores para os ensaios 2, 5 e 6 são inferiores aos valores limite de descarga definidos nas normas de descarga no rio Ave e o Decreto-Lei 236/98. Os valores de concentração de Sólidos Suspensos Totais (SST), pH, fósforo, CBO5 e cor nos decantadores cumpriram os limites de descarga definidos nas normas de descarga no rio Ave e no Decreto-Lei nº 236/98 em todos os ensaios. Os parâmetros cinéticos obtidos para os ensaios com descorante são os que melhor se ajustam ao projecto de uma instalação de tratamento biológico por lamas activadas do efluente da Mundotêxtil. Os valores obtidos, após ajuste, são os seguintes: k=0,015 L/(mgSSV*d); Sn=12 mg/L; a=0,7982 kgO2/kgCBO5; b=0,0233 [kgO2/(kgSSV*d); y=0,2253 kgSSV/kgCBO5; kd=0,0036 kgSSV/(kgSSV*d. Com base nos parâmetros cinéticos obtiveram-se os seguintes resultados para o projecto de uma estação de tratamento biológico por lamas activadas: · Tempo de retenção hidráulica no reactor de 1,79 d, · Volume do reactor igual a 3643 m3 · Consumo de oxigénio no reactor de 604 kg/d · Razão de recirculação igual a 0,8 · Volume total do decantador secundário igual a 540 m3 · Diâmetro do decantador secundário igual a 15 m A quantidade de oxigénio necessário é baixa e o valor mais adequado deverá ser da ordem de 1200 kg/d. Também foi efectuada uma análise aos produtos químicos consumidos pela empresa na área das tinturarias com a finalidade de identificar as substâncias com uma maior influência potencial no funcionamento da Estação de Tratamento Biológico. O encolante CB, Cera Têxtil P Líquida, Perfemina P-12, Meropan DPE-P, Meropan BRE-P, Indimina STS e Benzym TEC são os produtos químicos que têm uma influência potencial mais significativa na qualidade dos efluentes. Devido ao facto das temperaturas do efluente alimentado ao tratamento biológico da Mundotêxtil oscilarem entre 35 ºC e 43ºC efectuou-se um estudo às necessidades de água quente das tinturarias e por outro lado à capacidade de aquecimento dos efluentes disponíveis. Actualmente a racionalização dos consumos de água é cada vez mais premente, por isso também é apresentado neste trabalho um estudo para a substituição das máquinas convencionais das tinturarias com uma relação de banho 1:10 por máquinas de banho curto (1:6,5). Verifica-se a redução de consumos de 40% de água, 52% de energia eléctrica, 35% de produtos químicos, 51% das necessidades de vapor e por consequência um aumento da produtividade. A empresa pode reduzir os consumos de água em cerca de 280.000 m3/ano. A utilização do pré-tratamento com o coagulante permitirá baixar a concentração da CQO e reduzir a cor à entrada do reactor tratamento biológico. Deste modo é possível manter um tratamento eficiente à saída do tratamento biológico nas situações de descarga de cores carregadas e carga orgânica elevada. Com este conjunto de soluções, quer sejam aplicadas na totalidade ou não, a empresa Mundotêxtil pode enfrentar o futuro com mais confiança podendo estar preparada para fazer face à escassez de água e custos cada vez maiores da energia. Por outro lado pode tratar os seus efluentes a custos menores. A substituição das máquinas de tingimento por máquinas com relação de banho mais baixa (banho curto) implica investimentos elevados mas estes investimentos são necessários não só por motivos ambientais mas também devido à grande competitividade dos mercados.

Síntese sol-gel de biomateriais à base de água de fontes hidrotermais para otimização do comportamento celular e regeneração dos tecidos ósseos

Dissertação de Mestrado, Ciências Biomédicas, 18 de Março de 2016, Universidade dos Açores.