Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reator UASB e filtro anaeróbio em série seguidos de filtro biológico percolador

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reatores anaeróbios seguidos de filtro biológico percolador e wetlands

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Desempenho de sistema composto por reatores anaeróbios em série seguido de filtro biológico percolador no tratamento de águas residuárias de suinocultura

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Tratamento de águas residuárias de suinocultura em reatores anaeróbios horizontais de alta taxa seguidos de filtro biológico percolador

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

As tecnologias de reprodução assistida e as representações sociais de filho biológico

Foram investigadas as representações sociais de filho biológico em casais que se submeteram às tecnologias reprodutivas. Nossos objetivos foram analisar a trajetória de vida do casal a partir do momento em que foi constatada a infertilidade e identificar as representações sociais de filho biológico. Cinco casais da Grande Vitória, ES foram entrevistados e nenhum deles havia obtido êxito com relação à gravidez após o tratamento. As entrevistas semi-estruturadas foram realizadas individualmente. O roteiro seguiu o mesmo padrão para ambos os cônjuges, incluindo itens sobre a constatação da infertilidade, o tratamento realizado, o significado da maternidade, paternidade, casamento e filho biológico. A análise dos resultados apontou para um fortalecimento do vínculo no casamento após o diagnóstico de infertilidade e evidenciou a importância que os casais atribuem ao filho biológico. Os elementos de representações sociais que apareceram fortemente foram: "sangue do meu sangue", descendência, semelhança física e pressão social.

Estudo Químico-Biológico de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers (Bignoniaceae)

Este trabalho descreve a investigação química e biológica do extrato bruto e das partições hexano e acetato de etila, das folhas de Pyrostegia venusta (Ker Gawl.) Miers, popularmente conhecida como “cipó de São João”. P. venusta é classificada botanicamente como uma liana de porte mediano, tendo como característica uma exuberante floração vermelha, e por isso, sendo utilizada como planta ornamental. Essa planta possui uma larga utilização na medicina popular, sendo utilizada no tratamento de vitiligo, diarreia, bronquite, resfriado, icterícia e infecções. Os objetivos deste trabalho foram identificar as classes de metabólitos secundários presentes, avaliar o potencial antioxidante das amostras de P. vesnuta (extrato bruto, frações acetato de etila e hexano), quantificar o teor de flavonoides no extrato bruto, verificar a segurança do uso dessa planta, em termos de viabilidade celular (VC) frente à macrófagos murinos (RAW 264.7) (ensaio de imunotoxicidade). Adicionalmente os resultados de viabilidade celular foram comparados com quatro compostos anti-inflamatórios comerciais (ácido acetilsalicílico, indometacina, betametasona e piroxicam), e testar o extrato bruto quanto à inibição de catepsinas K e V. Os testes de identificação fitoquímica confirmaram a presença de flavonoides, cumarinas e esteroides nas amostras. A metodologia cromatográfica associada à análises por espectrometria de massas, levou a identificação dos compostos: fitol (1), sitosterol (2), estigmasterol (3) e campesterol (4). O extrato bruto demonstrou ter atividade inibitória frente as duas catepsinas testadas (K e V). A fração acetato de etila foi a que apresentou maior atividade antioxidante nas metodologias de inibição do radical DPPH (IC50 38,62 μg/mL) e radical ABTS (IC50 27,58 μg/mL). O teor de flavonoides total para o extrato bruto foi de 148,5±7,65 μg/mg (14,85 % (m/m)), o que justifica a observada atividade antioxidante, já que estes possuem atividade antioxidante. As amostras de P. venusta obtiveram valores de VC maiores do que os anti-inflamatórios comerciais, estes apresentaram VC abaixo do controle negativo, assim como o extrato bruto e a fração acetato de etila, a fração hexano obteve valores acima do controle negativo, sendo estes os maiores resultados de VC entre as amostras de P. venusta.

Viabilidade de ovos de Ascaris lumbricoides após tratamento humano com medicamentos específicos: I— Levamisole e Pamoato de pirantel

Com o objetivo de testar a viabilidade do ciclo biológico, 15 pacientes (masculinos, de quatro a 14 anos) com Ascaris lumbricoides, foram selecionados ao acaso. Após tratamento clássico com sais básicos de levamisole (7 pacientes) e de pamoato de pirantel (8), os ovos retirados das fêmeas expelidas ficaram incubados por 18 dias em de H2SO4 N/10. A seguir foram administrados per os a grupos de 5 camundongos por pacientes. Decorridos 8 dias da infecção, os animais foram sacrificados para pesquisas microscópica de larvas nos fragmentos pulmonares. Dos 75 animais, somente 1, pertencente ao grupo de tratados com levamisole, não apresentou larvas nos fragmentos pulmonares. Concluiu-se que as drogas, nas doses utilizadas, não possuem ação deletéria sobre os ovos de A. lumbricoides, mas promovem a eliminação de material infectivo, com possibilidade de incrementar a poluição onde vivem comunidades sem adequadas condições de saneamento básico.

Estudo do comportamento biológico de três amostras de trypanosoma cruzi isoladas de pacientes do instituto "dante pazzanese" de cardiologia

Foram estudadas três amostras de Trypanosoma cruzi isoladas de pacientes. As amostras foram observadas sob os seguintes parâmetros: níveis parasitêmicos, morfologia das formas sanguíneas, alterações histopatológicas, virulência e mortalidade em camundongos. A amostra IDPC-1 foi isolada de um paciente naturalmente infectado e tratado com benzonidazol. Provocou baixos índices parasitêmicos e mostrou baixa virulência, sendo que 83,4% dos animais evoluiram para a fase crônica. Os tripomastigotas eram de forma delgada, tornando-se largas ao final da fase aguda. Mostrou-se como miotrópica, pois as reações inflamatórias foram mais evidenciadas em células musculares persistindo ainda na fase crônica. A amostra IDPC-3 foi isolada anteriormente ao tratamento quimioterápico, de um paciente com infecção aguda por via transfusional. Causou altos níveis parasitêmicos e mostrou alta virulência com mortalidade total até o 12.° dia. As formas delgadas foram predominantes e foi caracterizada como retieulotrópica, por apresentar severa inflamação e parasitismo em linfonodos, baço e fígado A amostra IDPC-2 foi isolada de um paciente infectado por via transfusional, após o tratamento com três diferentes esquemas terapêuticos. Apresentou moderada virulência, com mortalidade total até o 17° dia e predominância de formas delgadas em todo decurso da infecção; contudo os índices parasitêmicos foram baixos. Houve uma severa reação inflamatória e parasitismo sistêmicos, porém mais evidenciados em células musculares, mostrando-se como miotrópica. Esta amostra apresentou comportamento biológico similar a IDPC-3, com pequenas divergências como baixos índices parasitêmicos e tendência ao miotropismo. Estes dados sugerem que amostras de T. cruzi isoladas de pacientes considerados fracasso terapêutico apresentam padrões de comportamento biológico similares a outras cepas já estudadas, porém provocam infecção menos severa no animal experimental, fazendo supor que drogas tripanosomicidas poderiam alterar padrões de comportamen to, promovendo melhor adaptação entre parasita-hospedeiro.

Complexos de escorpionato: papel biológico como potenciais agentes anti-tumor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Genética Molecular e Biomedicina

Avaliação e Otimização do Consumo de Água no Processo e do Sistema de Tratamento de Efluentes

O elevado consumo de água associado à escassez deste recurso contribuiu para que alternativas de reutilização/reciclagem de água fossem estudadas que permitam diminuir o seu consumo e minimizar a dependência das indústrias. Monitorizar e avaliar os consumos de água, a nível industrial, é imprescindível para assegurar uma gestão sustentável dos recursos hídricos, sendo este o objetivo da presente dissertação. As alternativas encontradas na unidade industrial em estudo foram a substituição do equipamento sanitário e o aproveitamento do efluente tratado para operações de lavagem e/ou arrefecimento por contacto direto. A maioria do equipamento sanitário não é eficiente, tendo-se proposto a substituição desse sistema por um de menor consumo que permitirá uma poupança de 30 % no consumo de água, que corresponderá a 12 149,37 €/ano, sendo o retorno do investimento estimado em 3 meses. O efluente industrial na entrada da ETAR e nas diferentes etapas - tratamento primário de coagulação/floculação; tratamento secundário ou biológico em SBR; tratamento terciário de coagulação/floculação - foi caracterizado através da medição da temperatura, pH, oxigénio dissolvido e pela determinação da cor, turvação, sólidos suspensos totais (SST), azoto total, carência química de oxigénio (CQO), Carência Bioquímica de Oxigénio ao fim de 5 dias (CBO5) e razão CBO5/CQO. Esta caracterização permitiu avaliar o efluente industrial bruto que se caracteriza por um pH alcalino (8,3 ± 1,7); condutividade baixa (451 ± 200,2 μS/cm); elevada turvação (11 255 ± 8812,8 FTU); cor aparente (63 670 ± 42293,4 PtCo) e cor verdadeira (33 621 ± 19547,9 PtCo) elevadas; teores elevados de CQO (24 753 ± 11806,7 mg/L O2) SST (5 164 ± 3845,5 mg/L) e azoto total (718 mg/L) e um índice de biodegradabilidade baixo (razão CBO5/CQO de 1,4). Este estudo permitiu verificar que a eficiência global do tratamento do efluente foi 82 % na remoção da turvação, 83 % na remoção da cor aparente, 96 % na remoção da cor verdadeira, 85 % na remoção da CQO e 30 % na remoção dos SST. Quanto às eficiências de remoção associadas ao tratamento primário no que diz respeito à turvação, cor aparente, CQO e SST, apresentam valores inferiores aos referidos na literatura para o mesmo tipo de tratamento em efluentes similares. As eficiências de remoção obtidas no tratamento secundário são inferiores às do tratamento primário: turvação, cor aparente, CQO e SST, pelo que procurou-se otimizar a primeira etapa do processo de tratamento Neste estudo de otimização estudou-se a influência de cinco coagulantes – Sulfato de Alumínio, PAX XL – 10, PAX 18, cloreto de ferro e a conjugação de PAX 18 com sulfato de ferro - e seis floculantes – Superfloc A 150, Superfloc A 130, PA 1020, Ambifloc 560, Ambifloc C58 e Rifloc 54 - no tratamento físico-químico do efluente. O PAX 18 e o Ambifloc 560 UUJ foram os que apresentaram as mais elevadas eficiências de remoção (99,85 % na cor, 99,87 % na turvação, 90,12 % na CQO e 99,87 % nos SST). O custo associado a este tratamento é de 1,03 €/m3. Pela comparação com os critérios de qualidade no guia técnico ERSAR, apenas o parâmetro da CQO excede o valor, contudo o valor obtido permite diminuir os custos associados a um tratamento posterior para remoção da CQO remanescente no efluente residual tratado.

Reactores biológicos de membranas no tratamento de águas residuais. Estudo prévio - mbr compacto

O aumento da população mundial, principalmente em zonas de escassez de água, intensifica o aumento da sua procura para usos domésticos, industriais, e agrícolas. A reutilização de águas residuais pode ser apresentada como um contributo alternativo a esta procura, nomeadamente para fins não potáveis, podendo ser tratadas a níveis de qualidade que permitam a sua utilização adequada neste contexto, sendo uma medida, a longo prazo, competitiva do ponto de vista técnico económico. Neste âmbito, é efectuado um estudo sobre a aplicabilidade de Bioreactores de Membranas, denominados MBR, no tratamento de águas residuais e sua reutilização, sendo efectuado um estudo prévio para um sistema MBR compacto, dimensionado para 50 habitantes equivalentes tendo-se chegado a um tanque com 11 m3 divido em duas zonas, uma de equalização com 3 m3 e um reactor biológico com 8 m3. As membranas seleccionadas foram membranas de ultrafiltração PURON® da KOCH, devido ao seu sistema de limpeza inovador e eficiente, assim como às suas garantias de bom funcionamento. Por último fez-se uma análise com o objectivo de comparar sumariamente em várias vertentes (espaço, funcionalidades, custos, aumento de capacidades, arranque e produção de lamas) um sistema MBR, compacto ou não, com outros sistemas de tratamento. Esta dissertação tem como principais conclusões, que é possível um sistema MBR compacto ser produzido com um custo capital dentro dos limites comerciais, comparativamente a outras soluções compactas onde, no entanto, a solução MBR é sempre mais dispendiosa em termos de Total Cost of Ownership que qualquer outro sistema, apresentando no entanto sempre vantagens em termos da relação qualidade do efluente final e espaço ocupado.

Estudo da alteração das características das águas de lavagem dos plásticos recuperados no tratamento mecânico – caso de estudo da VALNOR

A presente dissertação tem como objetivo avaliar, em termos técnicos, funcionais e ambientais o processo da unidade de lavagem de filmes plásticos instalado na VALNOR SA. (a primeira unidade em Portugal com este material direto), bem como analisar as características do efluente produzido na estação de tratamento de modo a identificar as ações a desenvolver que permitam a reutilização deste efluente, em condições adequadas, no processo de lavagem. A referida instalação procede à lavagem do filme plástico que é retirado no processo de triagem mecânica e automática da instalação de Tratamento Mecânico e Biológico (TMB) da VALNOR SA, de modo a obterem-se mais-valias na sua retoma pelos operadores que o encaminham para reciclagem. Salienta-se que o filme plástico, após a separação e triagem no tratamento mecânico da TMB contém ainda uma percentagem residual elevada de matéria orgânica retida em grande parte da sua área superficial. Esta situação ocorre devido à sua mistura com os bio-resíduos, quer nos contentores de deposição, quer depois durante o transporte efetuado pelas viaturas municipais. A análise a este processo de lavagem (após a sua separação dos restantes resíduos), tem como principal objetivo avaliar os resultados obtidos, analisar as características do efluente gerado e tratado e, avaliar a possibilidade da reutilização no processo de lavagem do efluente tratado. Com base nesta avaliação e tendo em conta a solução de tratamento existente, identificaram-se os parâmetros menos conseguidos no tratamento, propondo-se ações que se consideram mais ajustadas para uma eventual reformulação do processo de tratamento e, como consequência, na melhoria das características dos filmes plásticos (para venda) após a lavagem. Para o cumprimento dos objetivos a que nos propusemos foi necessário realizar uma campanha de caracterização da atual água residual produzida na lavagem dos plásticos bem como do efluente reutilizado no processo. Os resultados obtidos nas análises efetuadas demonstraram que existia uma elevada carga orgânica e inorgânica no efluente bruto á entrada e á saída da estação de tratamento do efluente (ETARI). Estas condições resultam da elevada concentração de sólidos e de uma elevada carência química de oxigénio. Assim foram estudadas e sugeridas propostas de alteração na ETARI com o objetivo de melhorar a qualidade da água residual tratada/reutilizada, conferindo robustez ao processo, quer para o normal funcionamento quer para eventuais situações anómalas. Esta avaliação reveste-se da maior importância, pois com base nos resultados observados e nas melhorias que se propõem, espera-se que se possa contribuir para uma tomada de decisão no sentido de aumentar a eficiência e eficácia, respetivamente ambiental e económica, deste processo de lavagem de filmes plásticos.