56 resultados para Respirometric


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The aim of this research was the development of a procedure to measure biological kinetics of organic matter oxidation and nitrification in constructed wetland, by using respirometric techniques. Columns simulating cores of vertical subsurface flow systems were investigated. The oxygen uptake rate (OUR) of the columns was calculated on the basis of the difference of DO concentrations measured continuously at the top and at the bottom of the column. From the respirogram, the following kinetic parameters have been evaluated: maximum rate of oxidation of readily biodegradable COD, maximum rate of nitrification, endogenous respiration of the biomass grown inside the bed. In order to improve the interpretation of the respirograms, additional respirometric tests were carried out on the wetland columns by using pure substrates, such as acetate (carbon source) and ammonium (substrate for nitrification). The kinetic parameters obtained from respirograms can be useful for control and design of constructed wetlands or for improving nutrient and carbon mass balances.

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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

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This paper has the objective of monitoring the biological activity of composting process of sewage sludge, sugarcane bagasse and ground coffee in a hermetic rotary reactor using the respirometric method in laboratory scale, in order to obtain parameters and system design for large scale projects. Another particularity of this study is the use of a hermetic reactor with gas purging cycles. Purging was performed when the percentage of oxygen reached less than 5%, thus eliminating the gaseous mixture (with elevated CO2 ratio) and the introduction of environmental air with around 21% of O2, successively until the compost was stabilized. The average purge intervals obtained were 29 h and 2 min with reactor rotation frequency of 15 min. The time of the compost stabilization was optimized in 60% if compared to the 90 days in the traditional method. The results obtained can be used to design the process in industrial scale using a simple O2 gas analyzer.

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Nas últimas décadas, a disposição final de lixo tornou-se um sério problema a ser enfrentado por todos os países, em função da escassez crescente de terrenos disponíveis para aterros sanitários e distância cada vez maior dos centros geradores e a disposição final, assim como do aumento substancial da geração per capita. A acumulação de lixo nos grandes centros populacionais estimula a proliferação de macro e microvetores (ratos, baratas, moscas, vírus, bactérias, parasitos) e conseqüentemente, a disseminação de doenças. Em particular, com relação ao lixo gerado em ilhas e comunidades isoladas, é de alta relevância estratégias baseadas na descentralização do tratamento da fração orgânica de lixo domiciliar, com fim do transporte através de barcas para o continente, gerando mau cheiro e riscos de poluição ambiental. O presente projeto teve por objetivo: Testar o mesmo reator de compostagem descentralizada sob condições do verão sueco, alimentando-o com resíduos de restaurantes da cidade costeira Kalmar e sob condições brasileiras, alimentando-o com resíduos de cozinha da escola municipal de Abraão-Ilha Grande, RJ; propor modificações mecânicas e/ou operacionais para otimização dos processos; avaliar a qualidade e o grau de maturação do composto de diferentes fases através do método respirométrico Specific Oxygen Uptake Rate (SOUR)o método respirométrico NBR 14283 da ABNT. Em resumo, concluiu-se que a composição do lixo e pH inicial do material estruturante adicionado são fatores determinantes do tempo requerido para degradação dos ácidos orgânicos gerados e subseqüente elevação do pH; dependendo das características dos resíduos orgânicos, é necessária a inclusão de inoculante (ex: composto) para melhor desenvolvimento de bactérias e fungos e, conseqüentemente, otimização do processo; as análises físico-químicas e microbiológicas confirmaram que o processo de degradação aeróbia ocorre no interior do corpo principal do reator e que a qualidade do composto gerado é satisfatória; entretanto, melhorias consideráveis no sistema de trituração e alimentação são requeridas para que o reator testado possa se usado em sua capacidade plena. Os testes respirométrico atráves do Specific Oxygen Uptake Rate(SOUR) e da norma NBR 14283 da ABNT mostraram-se ambos eficazes na identificação do grau de maturação do composto e do avanço do processo de compostagem. Uma vez removidos os problemas mecânicos de trituração e alimentação, o reator testado poderá ser utilizado como uma tecnologia inovadora do tratamento de lixo orgânico in situ para pequenos e médios geradores de lixo orgânico domiciliar.

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O objetivo do trabalho foi identificar ferramentas e indicadores adequados ao monitoramento e à otimização de processos de biorremediação, incluindo parâmetros físicos, químicos e microbiológicos definidos em estudos de tratabilidade de solos contaminados por óleo cru em escala de laboratório e comparar estratégias de biorremediação, tais como bioestímulo e bioaumento conduzidas em simulações de biopilhas dinâmicas ou estáticas. Quando três métodos de extração de hidrocarbonetos de petróleo de solo arenoso e franco-argiloso para análise cromatográfica (Soxhlet-SOX, microondas-MARS e extração acelerada por solvente-ASE) foram comparados entre si, concluiu-se que a técnica que promove a melhor recuperação depende da fração de interesse (n-alcanos, HRP, MCNR, HPA), das características texturais do solo (teores de areia, silte e argila) e da idade da contaminação. Dentre os indicadores de densidade populacional microbiana (microrganismos heterotróficos totais-PHT, população de fungos-PF e população microbiana degradadora de óleo (PDO) passíveis de utilização para indicar a taxa de degradação de compostos orgânicos presentes no solo tais como os hidrocarbonetos de petróleo, o PDO mostrou-se o mais adequado em conjunto com a produção de CO2 aferida pelo método respirométrico. Quando a estratégia de biorremediação de solo franco-argiloso contaminado com óleo cru a 3% (m m-1) utilizando bioestímulo (ajuste de pH, umidade e taxa C:N:P) foi comparada ao bioaumento (bioestímulo e adição de inóculo de microrganismos extraídos, enriquecidos e aclimatizados ao óleo cru como fonte de carbono), em sistemas de bancada simulando biopilha dinâmica (microcosmo M) e biopilha estática com aeração forçada (reator B), o tratamento que apresentou melhor remoção (32%) de HTP após 121 dias foi o bioaumento em biopilha estática. Para HPA, o tratamento que alcançou a melhor remoção (33%) foi com bioestímulo também em biopilha estática. A avaliação da taxa de mortalidade (%) de Eisenia andrei exposta tanto a solos recém-contaminados por óleo cru e preparados para bioestímulo (BIOS) e bioaumento (BIOA) a serem tratados em biopilhas dinâmicas e estáticas em escala de laboratório mostrou que após 56 dias de exposição da E. andrei, todos os solos produziram letalidade de 100%, quer fossem os solos recém-contaminados e preparados para os diferentes tratamentos (BIOS M, BIOS B, BIOA M, BIOA B) ou após 121 dias de tratamento. Tal resultado confirma que a biorremediação foi incipiente também do ponto de vista de remoção da ecotoxicidade. Em linhas gerais, a biorremediação de solo franco-argiloso contaminado por óleo cru, contendo tanto contaminação antiga quanto recente, reúne os maiores desafios à biorremediação, tanto do ponto de vista da composição textural do solo quanto da natureza do contaminante. Os processos são aparentemente lentos e requerem ferramentas auxiliares para aceleração dos mesmos. Recomenda-se no futuro, condução de experimentos com o uso de diferentes surfactantes, com ênfase em biosurfactantes

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The principal objective of this thesis was to investigate the ability of reversible optical O2 sensors to be incorporated into food/beverage packaging systems to continuously monitor O2 levels in a non-destructive manner immediately postpackaging and over time. Residual levels of O2 present in packs can negatively affect product quality and subsequently, product shelf-life, especially for O2-sensitive foods/beverages. Therefore, the ability of O2 sensors to continuously monitor O2 levels present within food/beverage packages was considered commercially relevant in terms of identifying the consequences of residual O2 on product safety and quality over time. Research commenced with the development of a novel range of O2 sensors based on phosphorescent platinum and palladium octaethylporphyrin-ketones (OEPk) in nano-porous high density polyethylene (HDPE), polypropylene (PP) polytetrafluoroethylene (PTFE) polymer supports. Sensors were calibrated over a temperature range of -10°C to +40°C and deemed suitable for food and beverage packaging applications. This sensor technology was used and demonstrated itself effective in determining failures in packaging containment. This was clearly demonstrated in the packaging of cheese string products. The sensor technology was also assessed across a wide range of packaged products; beer, ready-to-eat salad products, bread and convenience-style, muscle-based processed food products. The O2 sensor technology performed extremely well within all packaging systems. The sensor technology adequately detected O2 levels in; beer bottles prior to and following pasteurisation, modified atmosphere (MA) packs of ready-to-eat salad packs as respiration progressed during product storage and MA packs of bread and convenience-style muscle-based products as mycological growth occurred in food packs over time in the presence and absence of ethanol emitters. The use of the technology, in conjunction with standard food quality assessment techniques, showed remarkable usefulness in determining the impact of actual levels of O2 on specific quality attributes. The O2 sensing probe was modified, miniaturised and automated to screen for the determination of total aerobic viable counts (TVC) in several fish species samples. The test showed good correlation with conventional TVC test (ISO:4833:2003), analytical performance and ruggedness with respect to variation of key assay parameters (probe concentration and pipetting volume). Overall, the respirometric fish TVC test was simple to use, possessed a dynamic microbial range (104-107 cfu/g sample), had an accuracy of +/- one log(cfu/g sample) and was rapid. Its ability to assess highly perishable products such as fish for total microbial growth in <12 hr demonstrates commercial potential.

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Pollution by toxic compounds is one of the most relevant environmental damages to ecosystems produced by human activity and, therefore, it must be considered in environmental protection and restoration of contaminated sites. According to this purposes, the main goal of this doctoral thesis has been to analyse the impact of several chlorophenols and heavy metals on the microbial communities of two typical Mediterranean soils. The ecological risk concentrations of each pollutant, which have been determined according to respirometric activity and changes in the microbial community composition, and the factors that influence on their effective toxic concentrations (bioavailable pollutants) have been analysed in order to predict their potential impact on different soil ecosystems and provide scientific data for the regulation of the soil protection policies. Moreover, resistant microorganisms with pollutant removal capacities have been isolated from artificially contaminated soil microcosms and tested in axenic cultures, to infer their potential usefulness for bioremediation.

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A crude biosurfactant solution was produced by Pseudomonas aeruginosa growing on agroindustrial wastes as the substrate and used to study its effect on hydrocarbon biodegradation by the indigenous soil microflora under laboratory conditions. Two concentrations were studied at first and 1 mg of biosurfactant/g of soil showed to be the most efficient for the total petroleum hydrocarbon reduction, which reached 85% at the first 20 days in soil microcosms. Respirometric and microbial analyses showed that the biosurfactant added did not have toxic effects over the microbial population. The use of a biosurfactant for bioremediation has been limited because of its high cost production. Biosurfactants produced from cost-free by-products combines waste minimization with economic potential bioremediation process.

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Este trabalho objetivou estudar o efeito da vinhaça na biodegradação em solo da borra oleosa proveniente da refinaria de petróleo Replan-Petrobras. Foi utilizado o método respirométrico de Bartha para verificar a eficiência de tratamentos constituídos de solo, borra oleosa nas concentrações 7 e 14 % (m/m) e ajuste da umidade do solo com e sem vinhaça (0,11 mL/g solo seco) durante 121 dias. Embora a adição da vinhaça tenha proporcionado um aumento da população microbiana nos tratamentos, esta não se mostrou adequada para aumentar a eficiência de biodegradação da borra oleosa em solo, uma vez que não houve diferença entre o CO2 produzido nos tratamentos com ou sem vinhaça após o consumo total da vinhaça. Assim, o uso da vinhaça como agente estimulante em processos de biodegradação mostrou-se ineficiente nas condições estudadas.

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

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This work aimed to assess the aerobic biodegradation of butanol/gasoline, blends (5; 10; 15 and 20% v/v), being the latter compared to the ethanol/gasoline blend (20% v/v). Two experimental techniques were employed, namely the respirometric method and the redox indicator DCPIP test. in the former, experiments simulating the contamination of natural environments (addition of 50 mL of fuel kg(-1) of soil from a non-contaminated site and 20 mL of fuel L(-1) of water from a river) were carried out in biometer flasks (250 mL), used to measure the microbial CO(2) production. The DCPIP test assessed the capability of four inocula to biodegrade the blends of 20%. The addition of butanol at different concentrations enhanced the biodegradation of gasoline in soil. However, no practical gains were observed for concentrations of butanol above 10%. Ethanol showed to have a much faster biodegradation rate than butanol, particularly in water, and the following order of biodegradability was found: ethanol > butanol > gasoline. The addition of the alcohols to the gasoline resulted in positive synergic effects on the biodegradation of the fuels in soil and water matrices. Furthermore, results suggest that, in soil, butanol better enhanced the biodegradation of gasoline than ethanol. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved

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This work is aimed to assess the aerobic biodegradation of biodiesel/diesel blends (0, 2, 5, 20 and 100%, v/v) by Candida viswanathii. The biodegradation potential of the inoculum was assessed with the redox indicator 2,6-dichlorophenol indophenol (DCPIP) test and with respirometric experiment in biometer flasks (250 mL) used to measure the microbial CO(2) production. In the latter, the inoculum was added to a contaminated soil with the blends (addition of 50 mL of fuel/Kg of soil from a non-contaminated site). C. viswanathii was able to increase significantly (approximately 50% in terms of CO(2) production) the biodegradation in soil of biodiesel/diesel blends and neat biodiesel since it preferable biodegrades biodiesel. Without inoculum the biodegradation of diesel oil was higher than biodiesel and blends (47.3, 51.1, 5.7 and 22.1% in terms of CO(2) production by B2, B5, B20 and B100, respectively) presumably due to the presence of the antioxidant terc-butyl-hydroquinone (TBHQ) in the biodiesel.

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