Degradation kinetics of organic matter in dairy industry wastewater by flotation/ozonation processes / Cinética de degradação da matéria orgânica nas águas residuárias da indústria de laticínios pelos processos de flotação/ozonização

This study evaluated the adjustment of four kinetic models and their respective parameters on data of dairy wastewater treatment by the physico-chemical process of flotation and ozonation. The experiment was implemented during the year 2014, with all the tests in triplicate. The treatments were carried out at different pH levels (3.6, 7.0 and 10.4), and flotation/ozonation was catalyzed by manganese (Mn2+) in neutral level (pH 7.0). Best removal efficiencies for chemical oxygen demand (COD) were obtained in acidic medium, with removals greater than 75% after 20 min of treatment. There was no significant difference with regards to addition of Mn2+ on COD removal by the physicochemical process. The kinetic models that best fit to the experimental data, for all treatments, were the asymptotic (residual) model and that of Chan and Chu. Treatment in acidic medium showed the highest values of the kinetic parameters for the adjusted model, obtaining a k coefficient equal to 0.2394 min-1 for the asymptotic model and kinetic coefficient 1/ of 0.4816 min-1 for the Chan and Chu model, both presenting a determination coefficient greater than 99%.

Neste estudo, avaliou-se o ajuste de quatro modelos cinéticos (modelo de escoamento pistonado, mistura completa, assintótico ou residual e de Chan e Chu e seus respectivos parâmetros, na degradação da matéria orgânica presente no efluente de laticínios pelo processo físico-químico de flotação e ozonização. O experimento foi implementado durante o ano de 2014, com todos os testes em triplicata, os s tratamentos foram realizados sob diferentes pHs (3,6; 7,0 e 10,4), além da flotação/ozonização catalisada pelo manganês (Mn2+) em meio neutro. Observando que em meio ácido ocorreram as melhores eficiências de remoção da demanda química de oxigênio (DQO), tendo sido obtida uma remoção superior a 75% em 20 min de tratamento. Não houve diferença significativa em relação à adição de Mn2+ ao processo físico-químico. Os modelos que mais se ajustaram aos dados experimentais, para todos os tratamentos realizados, foram o modelo assintótico e o de Chan e Chu. O tratamento em meio ácido foi o que apresentou os maiores valores dos parâmetros cinéticos para os modelos ajustados, obtendo-se para o modelo assintótico, coeficiente k igual a 0,2394 min-1, e para o modelo de Chan e Chu, coeficiente cinético 1/ de 0,4816 min-1, apresentando para ambos os modelos um coeficiente de determinação superior a 99%.

Comparación de tecnologías de oxidación (TAO´s) para la degradación del pesticida Mertect / Comparison of oxidation technologies (TAO’s) for pesticide degradation Mertect

El presente trabajo tuvo como objetivo realizar la comparación de tecnologías avanzadas de oxidación (TAO´s) para la degradación del pesticida Mertect. Para el diseño experimental del trabajo se empleó un fotoreactor. La degradación del pesticida se determinó mediante espectrofotometría ultravioleta/visible, método que permitió determinar que los procesos fotoquímicos basados en la fotocatálisis heterogénea con dióxido de titanio – TiO2 y los procesos de fotocatálisis homogénea con hierro (III) permiten obtener porcentajes de remoción significativos del pesticida superiores al 99.0 y al 95.0 respectivamente, lo que permite concluir que los procesos de oxidación avanzados son adecuados para la remoción y degradación del pesticida Mertect.

Degradación del colorante Rojo Punzó por medio de lodos anaerobios / Ponceau Red dye degradation by anaerobic sludge

La presencia de vertimientos líquidos con contenidos de colorantes ha generado deterioro en la calidad del agua de las fuentes que reciben estas descarga, desfavoreciendo sus características estéticas, organolépticas y la presencia de fauna íctica debido a las interferencias que provocan con el ingreso luz natural para que se de la productividad primaria en estos ecosistemas, de esta forma se deterioran los eslabones en la cadena trófica y la pérdida de biodiversidad; es por ello, que es importante las iniciativas para disminuir la demanda de bienes y servicios ambientales, además, de los pasivos ambientales entorno a los vertimientos coloreados, de esta forma, mediante este estudio de degradación del colorante rojo Punzó se pretende dar solución e incrementar la capacidad técnica y científica entorno al tratamiento de efluentes con presencia de colorantes azoicos como es el caso del rojo Punzó. El presente trabajo determinó la biodegradabilidad anaerobia del colorante Rojo Punzó empleando recuentos microbianos.

Degradation of methomyl by the novel bacterial strain Stenotrophomonas maltophilia M1 / Degradación del metomil por la nueva cepa bacteriana Stenotrophomonas maltophilia M1

The use of microorganisms in the degradation and detoxification of many toxic xenobiotics, especially pesticides, is an efficient tool for the decontamination of polluted sites in the environment. A novel bacterial strain (M1) was isolated from several water samples contaminated with methomyl which is capable of degrading methomyl pesticide (1000 ppm) in the presence of 0.05 percent glucose. These water samples were collected from different irrigation sites in Egypt where methomyl is heavily applied. The partial sequence of 16SrRNA gene of the isolate showed the highest similarity to Stenotrophomonas maltophilia. Restriction fragment patterns of isolated plasmid DNA showed that this strain harbours two different plasmids PMa (8Kb) and PMb (5Kb). PMb succeeded to be transferred to Escherichia coli DH5á strain. This transformed strain (M2) acquired the ability to grow in the presence of methomyl (1000 ppm) and 0.05 percent glucose. So it was deduced that the gene responsible for the degradation process was encoded by this plasmid. The ability of the two strains M1 and M2 to degrade methomyl was detected by using solid phased extraction coupled to capillary liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry (SPE-LC-ESI-MS).

Macromolecular composition and anaerobic degradation of the sludge produced in a sequencing batch reactor

The effect of sequencing batch reactor (SBR) operating conditions on sludge macromolecular composition and the effect of sludge macromolecular composition on the anaerobic degradation of the sludge produced in SBR was investigated in this work. A SBR, fed with synthetic wastewater, was operated at different air flow rates. The resulting sludge was analyzed in terms of protein, carbohydrate, phospholipid and polyhydroxybutyrate concentrations. Methane production during anaerobic digestion of the sludge was also measured. Ammonium, nitrite, nitrate, dissolved oxygen and chemical oxygen demand (COD) track studies in the SBR were carried out in order to relate SBR performance and sludge macromolecular composition. The lowest air flow rate at which the SBR was operated was 2 l min-1, in which case the dissolved oxygen concentration was lower than 0.5 mg l-1 in the SBR and partial denitrification occurred during the feeding phase. An increased air flow rate caused a decrease in protein concentration, as well as an increase in carbohydrate concentration. Polyhydroxybutyrate (PHB) concentration in the sludge was independent of air flow rate. At different air flows, the methane production rates were similar, but the total volume of methane was greater during anaerobic digestion of the sludge produced at low air flow rates. These results indicate a strategy by which changes in sludge composition can optimize the operation of anaerobic sludge digesters.

Oxygen mass transfer studies on batch cultivation of P. aeruginosa in a biocalorimeter

In the present work volumetric mass transfer coefficient (kLa) was investigated during batch cultivations of Pseudomonas aeruginosa on a nutrient media. The effects of process variables (viz. impeller speed, oxygen flow and geometry of impeller) on the volumetric mass transfer coefficient of oxygen, kLa, in a biocalorimeter (Bio-RC1) was investigated and reported in this research work. The experimental data have been analyzed employing MATLAB to obtain the influences of the process parameters on kLa. An attempt was made to correlate volumetric mass transfer coefficient with metabolic heat production rate at optimized process conditions. The correlation reported in this work would be useful to control and scale up of bioprocesses.

A ação de gorduras alimentares na microdureza de uma resina composta fotopolimerizável / Effect of alimentary fats on microhardness of composite restoratives

Introdução - Este estudo in vitro teve como objetivo verificar se alguns alimentos gordurosos alteram a microdureza superficial de uma resina composta (Filtek Z250-3M Espe). Materia e Métodos - Vinte e cinco corpos de prova (4 mm de diâmetro x 2 mm de espessura) foram confeccionados e mantidos por 30 dias, em estufa, a 37°C e a seguir divididos aleatoriamente, em 5 grupos (n = 5). De acordo com os meios de imersão em que foram mantidos, por 21 dias a 37°C, os grupos foram definidos como: G1 - água deionizada (controle); G2 - maionese (Hellmans); G3 - banha (Sadia), G4 - óleo de soja (Soya); G5 - margarina (Doriana). A microdureza Vickers (HMW 2000 - Shimadzu) da superfície de cada corpo de prova foi avaliada, uma vez antes e a cada 7 dias após a imersão, usando 50 g de carga e 45 s de tempo. Os dados foram submetidos à análise estatística (ANOVA) e Tukey (p<0,05). Resultados - O resultados da ANOVA dois fatores (meios de imersão x tempos) para Delta Vickers mostraram que houve diferença estatisticamente significante para o fator meio de imersão (p = 0,02%), sendo que não há significância para o fator (p= 13,6%), bem como não há significância na interação deses fatores (p = 44,2%). Os valores de Delta Vickers para o fator meio de imersão encontrados foram: G1 (6,79a), G2 (18,31b), G3 (8,10a), G4 (8,70a), G5 (12,43ab). Conclusão - Todas as gorduras testadas alteraram significativamente a resina composta. Os grupos G2 e G5 apresentaram maior degradação. Não houve variação significativa para tempos

Carbendazim e o meio ambiente: degradação e toxidez / Carbendazim and the environment: degradation and toxicity

Este artigo apresenta breve revisão de literatura sobre o fungicida carbendazim, muito utilizado em culturas de frutas e vegetais no Brasil. Foram abordados, principalmente, a degradação (abiótica e biótica) e os efeitos tóxicos que o fungicida carbendazim promove aos animais e aos seres humanos. Devido ao uso intenso de carbendazim, esse fungicida tornou-se poluente muito persistente no solo e na água. Os estudos de degradação são importantes para o isolamento e caracterização de microorganismos capazes de degradar o fungicida, e também para o desenvolvimento de processos abióticos (fotodegradação) a serem utilizados no tratamento de águas e solo poluídos

Pesticidas: mecanismo de ação, degradação e toxidez / Pesticides: action mechanism, degradation and toxicity

Este artigo apresenta breve revisão sobre pesticidas muito utilizados no Brasil em culturas de soja, milho e cana-de-açúcar. Foram abordados o mecanismo de ação, a degradação e a toxidez dos herbicidas glifosato, pendimetalina e atrazina e dos inseticidas fenitrotion e fipronil. Verificou-se que o modo de ação desses pesticidas ocorre por meio da inibição de enzimas específicas como a enolpipuvil shikimato-3-fosfato sintase (glifosato0 e a colinesterase (fenitrotion), de proteínas como as tubulinas (pendimetalina), de receptores do sistema nervoso como o ácido gama aminibutírico (fipronil) e da inibição da fotossíntese (atrazina). Em relação à degradação, a rota mais importante para o desaparecimento dos herbicidas glifosato e atrazina e do inseticida fenitrotion é a biodegradação. Fipronil, moderadamente persistente no ambiente é degradado pela luz (fotodegradação). Para a pendimetalina, tanto os microorganismos quanto a luz são responsáveis pelo desaparecimento desse composto. A toxidez dos pesticidas varia de acordo com o grupo químico em que se enquadram, sendo o efeito tóxico mais agudo para os seres humanos e outros mamíferos apresentado pelo fenitrotion (organofosforado)

Evaluation of viability of Aspergillus flavus and aflatoxins degradation in irradiated samples of maize

Um dos fungos mais importantes atualmente em grãos armazenados é o Aspergillus flavus, o qual produz aflatoxinas. Este fungo pode crescer em diversos substratos e representa uma séria preocupação em saúde pública e nutrição animal. Portanto, o estudo de técnicas que possam ser aplicadas no controle das aflatoxinas é de grande importância. Assim sendo, o objetivo do presente trabalho foi estudar os efeitos da radiação gama no crescimento de Aspergillus flavus Link e na degradação das aflatoxinas B1 e B2, (AFB1 e AFB2) em umidade relativa (UR) de 97-99% e atividade de água (Aa) de 0,88-0,94. Amostras de grãos de milho foram irradiadas, utilizando-se uma fonte de Cobalto 60, emissora de raios gama, com as doses de 2; 5 e 10 kGy. A irradiação foi efetiva na redução do número de Unidades Formadoras de Colônias de A. flavus, por grama, nas amostras de milho analisadas. Adicionalmente, o teste de viabilidade fluorescente (solução de diacetato de fluoresceína e brometo de etídio) revelou diminuição no número de células viáveis com o aumento das doses de irradiação e três diferentes padrões de fluorescência. Além disso, a irradiação induziu a uma parcial redução dos níveis de AFB1 e AFB2, nas doses de 2 e 5 kGy, ao passo que uma completa degradação das aflatoxinas foi observada no ensaio empregado com 10 kGy.

Screening of inducers for laccase production by Lentinula edodes in liquid medium

Lacases são enzimas envolvidas na degradação da lignina e produzidas por diversos organismos. Devido à sua baixa especificidade por substratos, seu potencial para utilização em aplicações biotecnológicas tem sido objeto de investigação. A adição de indutores de lacases ao meio de cultivo de microrganismos aumenta a produção dessas enzimas, facilitando sua purificação e utilização. Este trabalho teve como objetivo investigar o efeito de alguns compostos utilizados como indutores de lacases em fungos na produção destas enzimas por Lentinula edodes (shiitake). Previamente a utilização de indutores, foi selecionado um meio de cultura para a produção de lacases por shiitake, utilizando-se duas concentrações de N (2,6 mM e 26 mM) e sete de Cu (0, 50, 100, 150, 200, 250 e 300 µM). O meio no qual maior atividade de lacases foi detectada continha 2,6 mM N e 250 µM de Cu. Posteriormente, ao meio selecionado foram adicionados ácido gálico (1 mM), catecol (1 mM), tartarato de amônio (55 µM), ácido hidroxibenzóico (1 mM) e vanilina (1 mM). Os dois primeiros compostos inibiram completamente a atividade de lacases por shiitake, e um experimento com os restantes foi conduzido por 30 dias. Apenas as culturas com tartarato de amônio apresentaram atividade de lacase maior que o tratamento controle, alcançando 251 U/mL de extrato após 30 dias de cultivo. Um gel de atividade (native PAGE) exibiu apenas uma banda, sugerindo não haver produção e isozimas.

Efecto de la adición de fertilizantes inorgánicos compuestos en la degradación de hidrocarburos en suelos contaminados con petróleo / Effect in Laboratory of addition of inorganic fertilizers made in degradation of hydrocarbon

Actualmente, uno de los problemas ambientales importantes es la contaminación de ecosistemas terrestres por derrames de hidrocarburos principalmente del petróleo y sus derivados, que ocurren en actividades de explotación y transporte de los mismos. En Colombia, además de lo mencionado se dan por incursiones violentas contra la infraestructura petrolera por parte de grupos al margen de la ley. Para dar solución a esta problemática, existen métodos de tratamiento para recuperar suelos contaminados, como es la técnica de biolabranza (landfarming) adicionando nutrientes inorgánicos. En esta investigación se evaluó dicha técnica, in vitro, a través de un diseño de 6 unidades experimentales (UE) que contenían suelo contaminado con petróleo crudo; tres UE fueron tratadas con fertilizante inorgánico Triple 15, y las otras tres fueron tomadas como control biótico. La efectividad de la biolabranza se determinó por medio de análisis del pH, porcentaje de humedad, temperatura, conteos de microorganismos heterótrofos totales y número más probable de microorganismos degradadores de petróleo, nutrientes e hidrocarburos totales, durante un período de experimentación de cuatro meses. Al final del tiempo de experimentación, para el tratamiento de biolabranza con adición de nutrientes, se lograron porcentajes de remoción altos de TPH’s, hasta de un 91 porciento, alcanzando concentraciones finales de TPH’s de 2028 ppm, en comparación con el control biótico en el cual se obtuvieron porcentajes de remoción hasta del 65 porciento y concentraciones finales de 8049 ppm de TPH’s; de manera que se logró demostrar que la adición de nutrientes optimiza el proceso de degradación de hidrocarburos en suelos

Pirimiphos-methyl residues in corn and popcorn grains and in some of their processed products

Insecticides are used for stored cereal protection against insect attack and the occurrence of their residues needs to be evaluated not only in grain but also in the processed products. This study evaluates the residue degradation/persistence of the organophosphorous insecticide pirimiphos-methyl in corn and popcorn grains and in some of their processed products such as bran, hominy and corn flour from corn and popped popcorn. Grains were treated with pirimiphos-methyl at the rate of 12 mg.kg-1 (a.i.). Samples were taken and analyzed at zero, 15, 30, 60, 120 and 240 days after treatment. The analytical method consisted of residue extraction with acetone, clean-up partition with acetonitrile/hexane and silica gel column chromatography eluted with a mixture of hexane + acetone. Quantitative measurements were made by gas chromatography, using flame photometric detector (GLC/FPD). The limits of quantitation (LOQs) were: corn grain, hominy and popped popcorn 0.05 mg.kg-1; bran, corn flour and popcorn grain 0.1 mg.kg-1. Pirimiphos-methyl residues were not persistent in either types of grains or in their processed products. At the end of sampling period (240 days), 5 to 8-fold less residues were found in corn bran and popcorn. Hominy and corn flour showed low levels of contamination. Higher residue concentrations in corn bran than in grains are related to the higher oil content in that processed product

Activity of glycosidases from freshwater heterotrophic microorganisms on the degradation of extracellular polysaccharide produced by Anabaena spiroides (Cyanobacteria)

A atividade de glicosidases durante a degradação do polissacarídeo extracelular (EPS) produzido por Anabaena spiroides foi detectada e quantificada utilizando-se MUF-substratos (MUF-monossacarídeos). O consumo total do polissacarídeo efetuou-se em duas fases, uma primeira de alta atividade enzimática que rapidamente consumiu 41 per center do polissacarídeo e uma segunda, mais lenta, que consumiu o polissacarídeo restante (59 per center). A mudança de fase coincidiu com a sucessão de uma população de bactérias cocóides por outra de bacilos. A biomassa bacteriana, quantificada por contagens de células, aumentou com a degradação do EPS. As atividades registradas através dos substratos 4-MUF-a-D- e 4-MUF-b-D- glicosídeo foram mais altas quando comparadas aos demais substratos testados que foram: MUF-a-L-ramnopiranosídeo, MUF-b-D-galactosídeo, MUF-a-D-manopiranosídeo, MUF-b-D-fucosídeo, MUF-b-D-manopiranosídeo, MUF-a-L-arabinopiranosídeo, e MUF-b-L-fucosídeo. A fluorescência emitida a partir de cada um dos diferentes MUF-substratos foi, de modo geral, proporcional à concentração dos monossacarídeos correspondentes constituintes do polissacarídeo, um indício da susceptibilidade ao ataque enzimático microbiano do EPS produzido por A. spiroides.