Paralogous cAMP Receptor Proteins in Mycobacterium smegmatis Show Biochemical and Functional Divergence

The cyclic AMP receptor protein (CRP) family of transcription factors consists of global regulators of bacterial gene expression. Here, we identify two paralogous CRPs in the genome of Mycobacterium smegmatis that have 78% identical sequences and characterize them biochemically and functionally. The two proteins (MSMEG_0539 and MSMEG_6189) show differences in cAMP binding affinity, trypsin sensitivity, and binding to a CRP site that we have identified upstream of the msmeg_3781 gene. MSMEG_6189 binds to the CRP site readily in the absence of cAMP, while MSMEG_0539 binds in the presence of cAMP, albeit weakly. msmeg_6189 appears to be an essential gene, while the ?msmeg_0539 strain was readily obtained. Using promoter-reporter constructs, we show that msmeg_3781 is regulated by CRP binding, and its transcription is repressed by MSMEG_6189. Our results are the first to characterize two paralogous and functional CRPs in a single bacterial genome. This gene duplication event has subsequently led to the evolution of two proteins whose biochemical differences translate to differential gene regulation, thus catering to the specific needs of the organism.

A clínica psicanalítica das toxicomanias

Esta dissertação propõe investigar o fenômeno das toxicomanias como conseqüência do declínio da imago paterna na cultura atual. O estudo foi iniciado pelo cotejamento do tema na teoria de Sigmund Freud e pela interpretação de que a toxicomania é uma resposta à satisfação sexual recalcada. A pesquisa explorou ainda esse tema no ensino escrito e falado de Jacques Lacan. O uso abusivo de drogas promove um gozo auto-erótico que busca liberar o toxicômano de ter que lidar com os impasses da castração. Por tal motivo foi explorada a queda da operatividade do significante Nome-do-Pai na atualidade. Se o significante autentica o sujeito do inconsciente e opera como regulador de gozo, a ascensão do objeto a ao zênite social provoca efeitos decisivos sobre o sujeito: a inconsistência do Outro, a predominância do discurso da ciência e do capitalista, e a proliferação dos novos sintomas. Nesse sentido, a segunda clínica de Lacan, a chamada clínica borromeana, foi utilizada para interpretar os modos de gozo na contemporaneidade. O atendimento de um paciente psicótico que faz uso de drogas mostrou a importância de trabalhar o diagnóstico diferencial para orientar a direção do tratamento.

Transgressive elements in The Monk: social taboos

A presente dissertação tem como objetivo mostrar como a literatura gótica pode ser atemporal, subvertendo as mentes e conceitos de seus leitores. Partindo do contexto histórico e cultural em que The Monk se inseriu, esse trabalho visa levantar as questões e elementos tão fortemente reprimidos em nossa sociedade desde o final do século XVIII, como as idéias de mal, abjeção e expressão do eu, em um diálogo permanente com a teoria de Michel Foucault, David Punter, Julia Kristeva, entre outros. Desta forma, a análise do romance se dá paralelamente a uma crítica social, visto que a obra gótica tem por um de seus fins denunciar e deslocar a realidade social. Em última instância, será feita a análise algumas personagens do romance e sua respectiva importância na obra

Mechanisms of E2F2-mediated transcriptional repression

In this work we wanted to study the mechanism of E2F2-mediated repression. Our hypothesis is that E2F2 activates the expression of one or more E2F members of the “repressor” subset of the family through the E2F motifs present in their promoters, and those repressor E2F(s) would subsequently repress the target promoters. To address this hypothesis, we focused on E2F7. E2F7 is a repressor that lacks the Rb binding domain, and associates with DNA through E2F binding sites (de Bruin et al., 2003). Furthermore, E2F7 itself is also regulated by E2F motifs on its own promoter, and it has been shown to repress DNA metabolism and replication genes in late S-phase (de Bruin et al., 2003; Westendorp et al., 2012). E2F7, together with E2F8 has been found to form heterodimers, being critical on cell proliferation and development, and both seem to have similar functions (Li et al., 2008). Preliminary results from Zubiaga’s group have indicated that E2F2 activates E2F7 transcription in U2OS cells, suggesting that E2F2’s repressor function could be mediated by E2F7. For this purpose, we focused on studying E2F7’s role on the target genes previously known to be repressed by E2F2: Chk1 and Mcm5. The specific aims for this work were the following: - Confirm that E2F2 induces E2F7 in HEK-293T cells - Assess whether E2F7 acts as a transcriptional repressor on E2F sites - Evaluate the role of E2F7 on E2F2-mediated transcriptional repression of Chk1 and Mcm5.

Multiculturalismo e legado literário: a identidade de mestiças em Rhys, Windle e Bernardo Guimarães

A tese tem por objetivo primordial observar a construção identitária de mestiças fidalgas nos romances Wide Sargasso Sea (1966), de Jean Rhys, True Women (1993), de Janice Windle, e Rosaura: a enjeitada (1883), de Bernardo Guimarães, considerando três fatores distintos: o multiculturalismo e a interracialização no século XIX; a tentativa de as protagonistas se passarem como caucasianas perante elites locais; a reprimida identificação das mestiças escravocratas com classes menos abastadas. Observam-se os pontos de convergência e divergência entre as obras estudadas, uma vez que o autor brasileiro discute a identidade como fator hereditário e nacional, enquanto as demais autoras a interpretam como construto cultural subjetivo. De modo geral, a pesquisa demonstra como estes autores resistem ao cientificismo que vislumbra o mestiço como ser degenerado, metabólica e ontologicamente desequilibrado, procurando advogar-lhe a imagem de modo distinto. Visto que Wide Sargasso Sea e True Women são releituras de obras oitocentistas, o trabalho também contempla relações intertextuais em dois vetores: o primeiro, voltado para relação entre hipertexto e hipotexto, e o segundo, voltado para a eventual relação entre Guimarães e as obras relidas por Rhys e Windle

Análise comparativa dos instrumentos de gestão em Unidades de Conservação visando a gestão participativa no Cone Sul

A influência humana sobre as unidades de conservação (UCs) deve ser considerada a partir de modelos mais amplos, entendendo que há influência dos processos sociais nas mesmas e que essa é uma dimensão a ser discutida no âmbito das práticas de proteção da natureza. É importante que seja levado em consideração na criação, na ampliação e na gestão de uma UC a participação dos atores envolvidos direta e indiretamente, já que o quadro mundial indica ser uma tendência a criação de novas áreas e o envolvimento da sociedade neste processo. Ante esta realidade objetivou-se, nesta tese, contribuir para o fortalecimento da gestão participativa em UCs no Cone Sul, aqui definido como o conjunto de quatro países: Brasil, Argentina, Uruguai e Chile e tendo como estudo de caso quatro áreas protegidas: Parque Nacional do Itatiaia - Brasil, Parque Nacional Lago Puelo - Argentina, Santuário da Natureza Parque Pumalín - Chile e Paisagem Protegida Lagoa de Rocha Uruguai. Tendo por base os instrumentos de gestão em unidades de conservação no Brasil: plano de manejo, zona de amortecimento, educação ambiental e conselho gestor e sendo os mesmos determinados por normas legais (Leis, Decretos, Resoluções, Instruções Normativas) tais normas foram analisadas e comparadas com a finalidade de averiguar se nos países estudados estes instrumentos eram determinados legalmente, da mesma forma como são no Brasil, bem como se a vertente participativa estava presente nesta determinação. Após verificou-se se na Argentina, no Uruguai e no Chile havia a aplicação dos mesmos instrumentos de gestão em áreas protegidas que no Brasil; bem como foi averiguada a situação dos mesmos nos estudos de caso tendo por base a vertente participativa. Depois houve a contextualização e apresentação das dificuldades na gestão e das pressões sofridas pelas áreas protegidas buscando trazer à tona a realidade em que estão inseridas e das quais compartilham. Para tanto se utilizou de levantamentos bibliográficos, documentais, entrevistas semi-estruturadas com pessoas que tiveram experiências práticas com o problema pesquisado e os estudos de caso. Constatou-se que a determinação legal de instrumentos que propiciem a participação não é, via de regra, essencial para efetivar a gestão participativa da UC, mas a existência dos mesmos sim. Verificou-se que um bom resultado está atrelado às qualidades técnicas e subjetivas da gestão e também dos gestores, que podem ajudar e muito na gestão participativa, juntamente com uma parceria bem fortalecida.

Um turismo de base comunitária para o Parque Nacional do Itatiaia: estudo sobre conflito socioambiental em unidade de conservação.

O Parque Nacional do Itatiaia, fundado em 1937, é o primeiro Parque Nacional do Brasil e apresenta dois planos distintos em seus espaços Parte Alta e Parte Baixa compreendendo municípios dos estados do Rio de Janeiro e Minas Gerais. O estudo do conflito socioambiental existente no Parque Nacional do Itatiaia (PNI) foi realizado, nesta tese, a partir do processo de ampliação territorial ocorrido nesta Unidade de Conservação, em 1982, que incorporou pequenas propriedades particulares ao território da Parte Alta do PNI sem que o Estado efetivasse as indenizações e as desapropriações territoriais preconizadas pela legislação ambiental brasileira para unidades de conservação de proteção integral (SNUC Lei Federal n. 9.985/2000). A caracterização do PNI foi feita levando-se em consideração as correntes ambientalistas que fundamentaram a criação de áreas protegidas desde o surgimento da primeira unidade de conservação nos Estados Unidos da América, no séc. XIX. As assimetrias identificadas nas relações de poder estabelecidas pelos atores sociais envolvidos na questão fundiária do PNI foram destacadas com base nas contribuições do campo da ecologia política. Nessa perspectiva, o estudo caracterizou a relação das comunidades tradicionais com o meio ambiente e as práticas socioambientais dela decorrentes e identificou alternativas de sustentabilidade socioambiental para enfrentamento dos conflitos fundiários existentes no PNI. A possibilidade de desenvolvimento de práticas produtivas alternativas à agropecuária, como o turismo de base comunitária, por exemplo, que permite a inclusão das famílias residentes no território do PNI até que se conclua o processo de regularização fundiária e a sua consolidação territorial, foi ressaltada com vistas a apontar a construção de um arranjo institucional como estratégia de compatibilização de dois direitos fundamentais garantidos pela Constituição Federal de 1988 (CF/88): o direito ao meio ambiente equilibrado e o direito cultural. Nesse parque, a atividade turística manifesta-se como uma das alternativas viáveis para o enfrentamento dos conflitos sobre a ocupação fundiária, tendo em vista que políticas públicas de turismo têm concebido ações de geração de trabalho e renda, de inclusão social e de sustentabilidade econômica e ambiental. A adoção da metodologia de pesquisa qualitativa, com base na técnica de observação participante, permitiu a imersão do pesquisador na problemática vivenciada por comunidades tradicionais que vivem em UCs e possibilitou a obtenção de dados singulares que auxiliaram na interpretação dos resultados. A partir das análises empreendidas com base no trabalho de campo e nas entrevistas, esta tese reforça a importância da celebração de um arranjo institucional entre o Estado brasileiro, por meio do órgão ambiental, e as famílias residentes nas comunidades da Serra Negra e da Vargem Grande, dentro dos limites territoriais do PNI, como forma de se criar uma alternativa sustentável aos impasses vivenciados pelo Estado brasileiro frente às reivindicações de grupos sociais envolvidos em conflitos socioambientais, não só no PNI, mas em diversas Unidades de Conservação do Brasil.

Planejamento ambiental da bacia hidrográfica do Rio Guapi-Macacu: estudo da paisagem e qualidade ecológica

Os estudos de relação entre a paisagem e a água doce vêm sendo aprofundados pela comunidade científica e pelos propositores de políticas públicas, principalmente, para atender às demandas sobre as maneiras que este sistema ambiental pode ser alterado e na identificação das implicações políticas e ecológicas destas mudanças. Quanto mais se torna intenso e diversificado o uso dos corpos hídricos e da paisagem em bacias hidrográficas maior é a necessidade de se definir formas de planejamento, gerenciamento e gestão ecológica desses ecossistemas. O completo entendimento do funcionamento e dos processos ecológicos que ocorrem em uma bacia hidrográfica exige conhecimento simultâneo de seus sistemas aquáticos e terrestres, da biodiversidade, da fisiografia, da geologia e de sua conservação, temporal e espacial. Este entendimento e conhecimento da área de interesse são vitais para proposições de instrumentos ambientais legais, como Unidades de Conservação (UCs). É muito importante que a fundamentação destas propostas tenha como eixo principal o funcionamento dos ecossistemas e das paisagens, de forma a garantir uma maior conectividade e integração entre água (doce, salobra e salgada) e terra, e seus múltiplos usos. A presente tese foi desenvolvida com base neste contexto, apresentando e aplicando metodologias integradoras, seja na ecologia de paisagem (EP), seja na relação entre os ambientes dulcícola e terrestre. O objetivo principal deste trabalho foi o desenvolvimento de processos para planejamento ambiental em BHs, através do diagnóstico, compreensão e análise do funcionamento e dinâmica da paisagem e de ecossistemas de rios e córregos, apoiados no uso de geotecnologias. De acordo com os resultados obtidos, a BHGM ocupa uma área de 1260,36 km e 204,69 km de perímetro. É uma bacia com forma mais alongada que circular (KC = 1,6144e IC =0,4747 km/km) que indica uma menor susceptibilidade a enchentes em condições normais de precipitação exceto em eventos de intensidades anômalas. O mapeamento base (2007) realizado indicou que a bacia possuía 34,86% de uso antrópico e 64,04 % de remanescente florestal. Os dados de fitofisionomia potencial indicaram predominância da classe Florestas Ombrófila Densa Submontana (40%) e de Terras Baixas (39%). Foram estabelecidas para bacia 269 unidades de paisagem (integração da geomorfologia, geologia, fitofisionomia e uso da terra e cobertura vegetal (2007)) que junto com os dados de métrica de paisagem constituíram a proposta integrativa da tese para ecologia de paisagem. Em relação à qualidade ambiental foram adotados o índice de avaliação visual (IAV), o índice multimétrico físico-químico bacteriológico e o índice biótico estendido (IBE). A comparação entre estes índices demonstrou a confirmação entre os seus resultados para a maioria dos pontos amostrados nas áreas de referência e de pelo menos dois índices para os pontos intermediários e impactados. Foram propostos também dois cenários para a bacia: um considerando as condicionantes e medidas compensatórias vinculadas à licença prévia do complexo petroquímico do Estado do Rio de Janeiro (COMPERJ); e outro, sem considerar estas condições. O primeiro indicou a realização da restauração ecológica, seguindo as diretrizes do mapa síntese, integrada para restauração da paisagem.

Early response to nanoparticles in the Arabidopsis transcriptome compromises plant defence and root-hair development through salicylic acid signalling

Background: The impact of nano-scaled materials on photosynthetic organisms needs to be evaluated. Plants represent the largest interface between the environment and biosphere, so understanding how nanoparticles affect them is especially relevant for environmental assessments. Nanotoxicology studies in plants allude to quantum size effects and other properties specific of the nano-stage to explain increased toxicity respect to bulk compounds. However, gene expression profiles after exposure to nanoparticles and other sources of environmental stress have not been compared and the impact on plant defence has not been analysed. Results: Arabidopsis plants were exposed to TiO2-nanoparticles, Ag-nanoparticles, and multi-walled carbon nanotubes as well as different sources of biotic (microbial pathogens) or abiotic (saline, drought, or wounding) stresses. Changes in gene expression profiles and plant phenotypic responses were evaluated. Transcriptome analysis shows similarity of expression patterns for all plants exposed to nanoparticles and a low impact on gene expression compared to other stress inducers. Nanoparticle exposure repressed transcriptional responses to microbial pathogens, resulting in increased bacterial colonization during an experimental infection. Inhibition of root hair development and transcriptional patterns characteristic of phosphate starvation response were also observed. The exogenous addition of salicylic acid prevented some nano-specific transcriptional and phenotypic effects, including the reduction in root hair formation and the colonization of distal leaves by bacteria. Conclusions: This study integrates the effect of nanoparticles on gene expression with plant responses to major sources of environmental stress and paves the way to remediate the impact of these potentially damaging compounds through hormonal priming.

Estradas e conectividade na Mata Atlântica: identificando áreas prioritárias para aplicação de medidas de mitigação

As rodovias podem representar um importante fator na fragmentação de habitat para espécies silvestres adaptadas a habitats de alta complexidade estrutural, como as florestas tropicais. As estradas reduzem a conectividade da paisagem e a capacidade da população regional em habitar todas as áreas adequadas e estes efeitos são mais significativos nas espécies que evitam a estrada, que são, muitas vezes, espécies de interior de florestas. A magnitude dos efeitos de barreira dependerá do comportamento e mobilidade destas espécies. Quando as estradas representam ralos (sink) ou barreiras para as populações, devido, respectivamente, aos atropelamentos ou à repulsa, medidas mitigadoras são indicadas para aumentar a conectividade entre as manchas de habitat separadas por essas estradas. A qualidade do habitat é um fator que deve ser considerado, mesmo com baixas frequências de atropelamentos nesses locais. O objetivo desse estudo foi propor dois métodos de seleção de áreas prioritárias para implantação de medidas mitigadoras dos efeitos das estradas sobre espécies de vertebrados florestais: Seleção Hierárquica Multivariada e Seleção Bivariada. A área de estudo foi o bioma Mata Atlântica, sendo recortado em paisagens hexagonais em três escalas diferentes (10.000, 1.000 e 100 km), usando a extensão Repeating Shapes no programa ArcGIS 9.3. Em cada hexágono foram calculados: área de floresta e de Unidade de Conservação, densidade de estradas e de hidrografia. Apenas os hexágonos cobertos por no mínimo 45% pela Mata Atlântica, com mais de 50% de cobertura florestal e mais de 1% de Unidades de Conservação foram incluídos nas análises. Após esta seleção, no método Seleção Hierárquica Multivariada, foi feita uma análise de componentes principais (PCA) com as quatro variáveis medidas, para cada escala separadamente. Os hexágonos foram então ordenados segundo o posicionamento deles no 1 Eixo da PCA de forma hierárquica e da maior para menor escala de hexágonos. Para área de estudo o método de Seleção Bivariada foi construído um gráfico de pontos, para cada escala de hexágono, com as variáveis cobertura florestal e rios. Foram selecionados os hexágonos que estavam localizados no quadrante do gráfico que representasse maior densidade de rios e maior porcentagem de cobertura florestal. Posteriormente foi feita uma simulação para avaliar se os métodos eram capazes de recuperar escores tão alto quanto a ordenação seguindo apenas o posicionamento dos hexágonos no Eixo 1 da PCA, sem uma análise hierárquica. O método de Seleção Hierárquica Multivariada foi mais eficiente para escolha de áreas prioritárias do que a Seleção Bivariada tanto para a escala intermediária (1.000 km) quanto para a menor escala (100 km). Os cinco hexágonos de 100 km mais prioritários estão localizados em São Paulo e Paraná, abrangendo quatro UCs (PARES de Jacupiranga, APA de Guaraqueçaba, APA Cananéia- Jacuípe e PARES da Ilha do Cardoso). Devido à simplicidade e fácil aplicabilidade do método, acredita-se que este pode ser uma opção interessante para escolha de áreas prioritárias para implantação de medidas mitigadoras dos efeitos de estradas

Análise da vulnerabilidade socioambiental na Zona de amortecimento do Parque Estadual do Ibitipoca (MG), por geoprocessamento: contribuindo no apoio à tomada de decisão.

Conservar as últimas florestas tropicais é uma preocupação mundial, e como formas de proteção legal são criadas Unidades de Conservação (UCs), dedicadas para a preservação e manutenção da biodiversidade e recursos naturais. O entorno das áreas protegidas também são locais amparados pela lei e as atividades nelas devem ser restritas, a fim de não gerar impacto sobre a UC. O Parque Estadual do Ibitipoca, localizado em Minas Gerais, possui uma zona de amortecimento (ZA) de 100,41 km que pertence aos municípios de Lima Duarte, Santa Rita do Ibitipoca e Bias Fortes. O presente trabalho, portanto, visa caracterizar a vulnerabilidade socioambiental na zona de amortecimento do Parque Estadual do Ibitipoca (PEI), utilizando para tal, técnicas de geoprocessamento. Para chegar ao resultado final foi feito uma análise da vulnerabilidade social da ZA, utilizando dados do censo de infraestrutura (água, esgoto e lixo) e renda per capita; e para a vulnerabilidade ambiental foi realizado a sobreposição dos mapas de uso da terra, declividade e tipos de solos. Esses dados foram tratados no programa ArcGis, através da análise multicritério e seguindo a metodologia proposta por Moura (2007). O mapa de vulnerabilidade socioambiental possibilitou apontar os locais que necessitam de maiores cuidados e investimento, auxiliando assim os gestores do Parque no manejo e preservação da ZA. Os processos adotados nesta pesquisa permitiram a geração de um banco de dados georreferenciado, que será disponibilizado aos gestores, à população do entorno e à comunidade técnico-científica.

Modelagem do uso de hábitat de cetáceos na região de Cabo Frio, estado do Rio de Janeiro, Brasil

Em estudos ecológicos é importante entender os processos que determinam a distribuição dos organismos. O estudo da distribuição de animais com alta capacidade de locomoção é um desafio para pesquisadores em todo o mundo. Modelos de uso de habitat são ferramentas poderosas para entender as relações entre animais e o ambiente. Com o desenvolvimento dos Sistemas de Informação Geográfica (SIG ou GIS, em inglês), modelos de uso de habitat são utilizados nas análises de dados ecológicos. Entretanto, modelos de uso de habitat frequentemente sofrem com especificações inapropriadas. Especificamente, o pressuposto de independência, que é importante para modelos estatísticos, pode ser violado quando as observações são coletadas no espaço. A Autocorrelação Espacial (SAC) é um problema em estudos ecológicos e deve ser considerada e corrigida. Nesta tese, modelos generalizados lineares com autovetores espaciais foram usados para investigar o uso de habitat dos cetáceos em relação a variáveis fisiográficas, oceanográficas e antrópicas em Cabo Frio, RJ, Brasil, especificamente: baleia-de-Bryde, Balaenoptera edeni (Capítulo 1); golfinho nariz-de-garrafa, Tursiops truncatus (Capítulo 2); Misticetos e odontocetos em geral (Capítulo 3). A baleia-de-Bryde foi influenciada pela Temperatura Superficial do Mar Minima e Máxima, no qual a faixa de temperatura mais usada pela baleia condiz com a faixa de ocorrência de sardinha-verdadeira, Sardinella brasiliensis, durante a desova (22 a 28C). Para o golfinho nariz-de-garrafa o melhor modelo indicou que estes eram encontrados em Temperatura Superficial do Mar baixas, com alta variabilidade e altas concentrações de clorofila. Tanto misticetos quanto os odontocetos usam em proporções similares as áreas contidas em Unidades de Conservação (UCs) quanto as áreas não são parte de UCs. Os misticetos ocorreram com maior frequência mais afastados da costa, em baixas temperaturas superficiais do mar e com altos valores de variabilidade para a temperatura. Os odontocetos usaram duas áreas preferencialmente: as áreas com as menores profundidades dentro da área de estudo e nas maiores profundidade. Eles usaram também habitats com águas frias e com alta concentração de clorofila. Tanto os misticetos quanto os odontocetos foram encontrados com mais frequência em distâncias de até 5km das embarcações de turismo e mergulho. Identificar habitats críticos para os cetáceos é um primeiro passo crucial em direção a sua conservação

Mechanical and leaching behaviour of slag-cement and lime-activated slag stabilised/solidified contaminated soil.

Stabilisation/solidification (S/S) is an effective technique for reducing the leachability of contaminants in soils. Very few studies have investigated the use of ground granulated blast furnace slag (GGBS) for S/S treatment of contaminated soils, although it has been shown to be effective in ground improvement. This study sought to investigate the potential of GGBS activated by cement and lime for S/S treatment of a mixed contaminated soil. A sandy soil spiked with 3000mg/kg each of a cocktail of heavy metals (Cd, Ni, Zn, Cu and Pb) and 10,000mg/kg of diesel was treated with binder blends of one part hydrated lime to four parts GGBS (lime-slag), and one part cement to nine parts GGBS (slag-cement). Three binder dosages, 5, 10 and 20% (m/m) were used and contaminated soil-cement samples were compacted to their optimum water contents. The effectiveness of the treatment was assessed using unconfined compressive strength (UCS), permeability and acid neutralisation capacity (ANC) tests with determination of contaminant leachability at the different acid additions. UCS values of up to 800kPa were recorded at 28days. The lowest coefficient of permeability recorded was 5×10(-9)m/s. With up to 20% binder dosage, the leachability of the contaminants was reduced to meet relevant environmental quality standards and landfill waste acceptance criteria. The pH-dependent leachability of the metals decreased over time. The results show that GGBS activated by cement and lime would be effective in reducing the leachability of contaminants in contaminated soils.

Process envelopes for stabilisation/solidification of contaminated soil using lime-slag blend.

PURPOSE: Stabilisation/solidification (S/S) has emerged as an efficient and cost-effective technology for the treatment of contaminated soils. However, the performance of S/S-treated soils is governed by several intercorrelated variables, which complicates the optimisation of the treatment process design. Therefore, it is desirable to develop process envelopes, which define the range of operating variables that result in acceptable performance. METHODS: In this work, process envelopes were developed for S/S treatment of contaminated soil with a blend of hydrated lime (hlime) and ground granulated blast furnace slag (GGBS) as the binder (hlime/GGBS = 1:4). A sand contaminated with a mixture of heavy metals and petroleum hydrocarbons was treated with 5%, 10% and 20% binder dosages, at different water contents. The effectiveness of the treatment was assessed using unconfined compressive strength (UCS), permeability, acid neutralisation capacity and contaminant leachability with pH, at set periods. RESULTS: The UCS values obtained after 28 days of treatment were up to ∼800 kPa, which is quite low, and permeability was ∼10(-8) m/s, which is higher than might be required. However, these values might be acceptable in some scenarios. The binder significantly reduced the leachability of cadmium and nickel. With the 20% dosage, both metals met the waste acceptance criteria for inert waste landfill and relevant environmental quality standards. CONCLUSIONS: The results show that greater than 20% dosage would be required to achieve a balance of acceptable mechanical and leaching properties. Overall, the process envelopes for different performance criteria depend on the end-use of the treated material.

Comparison of stabilised/solidified mixes of model drill cuttings based on the North Sea and Red Sea Areas

Following the global stringent legislations regulating the wastes generated from the drilling process of oil exploration and production activities, the management of hazardous drill cuttings has become one of the pressing needs confronting the petroleum industry. Most of the prevalent treatment techniques adopted by oil companies are extremely expensive and/or the treated product has to be landfilled without any potential end-use; thereby rendering these solutions unsustainable. The technique of stabilisation/solidification is being investigated in this research to treat drill cuttings prior to landfilling or for potential re-use in construction products. Two case studies were explored namely North Sea and Red Sea. Given the known difficulties with stabilising/solidifying oils and chlorides, this research made use of model drill cutting mixes based on typical drill cutting from the two case studies, which contained 4.2% and 10.95% average concentrations of hydrocarbons; and 2.03% and 2.13% of chlorides, by weight respectively. A number of different binders, including a range of conventional viz. Portland cement (PC) as well as less-conventional viz. zeolite, or waste binders viz. cement kiln dust (CKD), fly ash and compost were tested to assess their ability to treat the North Sea and Red Sea model drill cuttings. The dry binder content by weight was 10%, 20% and 30%. In addition, raw drill cuttings from one of the North Sea offshore rigs were stabilised/solidified using 30% PC. The characteristics of the final stabilised/solidified product were finally compared to those of thermally treated cuttings. The effectiveness of the treatment using the different binder systems was compared in the light of the aforementioned two contaminants only. A set of physical tests (unconfined compressive strength (UCS)), chemical tests (NRA leachability) and micro-structural examinations (using scanning electron microscopy (SEM), and X-ray diffraction (XRD)) were used to evaluate the relative performance of the different binder mixes in treating the drill cuttings. The results showed that the observed UCS covered a wide range of values indicating various feasible end-use scenarios for the treated cuttings within the construction industry. The teachability results showed the reduction of the model drill cuttings to a stable non-reactive hazardous waste, compliant with the UK acceptance criteria for non-hazardous landfills: (a) by most of the 30% and 20% binders for chloride concentrations, and (b) by the 20% and 30% of compost-PC and CKD-PC binders for the Red Sea cuttings. The 20% and 30% compost-PC and CKD-PC binders successfully reduced the leached oil concentration of the North Sea cuttings to inert levels. Copyright 2007, Society of Petroleum Engineers.