Resumo O uso de pesticidas, como o fipronil, visa o aumento da produtividade, melhoria na qualidade dos produtos gerados e a diminuição de prejuízos. Contudo, os resíduos acumulados podem ser lavados durante as chuvas, ocasionando a contaminação de águas superficiais e subterrâneas. Nesse aspecto, a combinação entre semicondutores na forma de heteroestruturas é uma alternativa para degradação de tais poluentes. Heteroestruturas BiVO4/CePO4 e CePO4/BiVO4 foram sintetizadas pelo método de coprecipitação seguido de tratamento hidrotérmico assistido por micro-ondas, a 130 °C por 30 min. Os estudos de difração de raios X demonstraram a formação das heteroestruturas com estruturas de fase hexagonal (CePO4) e tetragonais scheelita e zircônia (BiVO4). Os resultados obtidos por microscopia eletrônica de transmissão e espectroscopia de infravermelho sugeriram a formação de uma região de interface, a qual contribuiu na sinergia entre os catalisadores. As heteroestruturas BiVO4/CePO4 e CePO4/BiVO4 apresentaram degradação de 80,06% e 99,50%, respectivamente, frente ao pesticida fipronil.

Abstract The use of pesticides, such as fipronil, aims to increase productivity, improve the quality of agricultural products generated, and reduce losses. However, pollutants accumulated can be loaded during rains, causing contamination in the surface and groundwater. Therefore, the combination of different semiconductors to form heterostructures can potentiate the degradation of such pollutants. BiVO4/CePO4 and CePO4/BiVO4 heterostructures were synthesized by co-precipitation method plus microwave-assisted hydrothermal treatment at 130 °C for 30 min. X-ray diffraction studies demonstrated the formation of heterostructures containing hexagonal phase (CePO4) and scheelite and zircon-type tetragonal phases (BiVO4). The obtained results by transmission electron microscopy and Fourier transform infrared spectroscopy results suggested the formation of an interface that contributed to the synergy between catalysts. BiVO4/CePO4 and CePO4/BiVO4 heterostructures showed degradation of 80.06% and 99.50%, respectively, of pesticide fipronil.

Resumo A aplicação de fotocatalisadores na forma de heteroestruturas tem se destacado através da propriedade de degradação de diversos compostos orgânicos no tratamento de efluentes. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi sintetizar compostos heteroestruturados à base de titanato-ferritas pelo método hidrotérmico in situ para aplicação em processo foto-Fenton. Os materiais sintetizados in situ foram caracterizados por difratometria de raios X, espectroscopia de infravermelho, espectroscopia de reflectância difusa, área específica superficial por BET e microscopia eletrônica de transmissão. A síntese in situ de SrTiO3-CoFe2O4 e SrTiO3-NiFe2O4 foi desenvolvida de forma inédita neste trabalho, resultando com sucesso em sistemas heteroestruturados sem presença de fases secundárias, distribuição altamente homogênea das fases constituintes com tamanho médio de partículas nanométrico e garantia de reprodutibilidade do método. A atividade fotocatalítica dos compostos sintetizados foi investigada por meio da degradação do corante Rodamina B, utilizando luz visível, onde o sistema SrTiO3-CoFe2O4 apresentou a melhor atividade fotocatalítica degradando 82% do corante.

Abstract Heterostructured photocatalysts stand out for their ability to degrade various organic compounds in the treatment of wastewater. In this context, the purpose of this work was to produce titanate-ferrite heterostructured composites by in situ hydrothermal synthesis for application in the photo-Fenton process. The synthesized materials were characterized by X-ray diffraction, infrared spectroscopy, diffuse reflectance spectroscopy, specific surface area (by BET) and transmission electron microscopy. The in situ synthesis of SrTiO3-CoFe2O4 and SrTiO3-NiFe2O4 was developed here in a novel way, successfully resulting in heterostructured systems with no secondary phases and a highly homogeneous distribution of the constituent phases with average nanometric size particles. Moreover, this new method was found to be highly reproducible. The photocatalytic activity of the synthesized composites was analyzed based on the degradation of Rhodamine B dye using visible light. The best photocatalytic activity was exhibited by the SrTiO3-CoFe2O4 system, which degraded 82% of the dye.

Uma técnica de impregnação química via solução de precursor foi desenvolvida para formação de filmes finos em tubos microporosos e membranas tubulares. O desempenho desta técnica foi analisado no processo de microfiltração de emulsões (óleo vegetal/água) e de suspensões de bactérias (Escherichia coli) do soro residual do processamento de queijo. Os tubos microporosos (tamanho nominal 0,5 µm) foram impregnados com solução precursora de zircônia (e calcinados a 600 e 900 ºC) afim de influenciar na melhora do processo de desemulsificação e as membranas cerâmicas (tamanho nominal entre 0,8 µm e 1,2 µm) foram impregnadas com precursor (e calcinadas a 600 °C) para formação de prata metálica, para agir como bactericida na suspensão residuária de bactérias da indústria de queijo. O meio poroso impregnado foi caracterizado por meio de microscopia eletrônica de varredura. Os resultados da análise do permeado para valores do teor orgânico de carbono são respectivos ao tratamento de emulsões; o valor da contagem de bactérias via análise de plaqueamento é respectivo ao tratamento de suspensão de bactérias. Os resultados foram analisados e discutidos em função do desempenho e da influência da impregnação quanto à presença de zircônia ou prata para cada aplicação.

A technique of chemical impregnation by precursor solution was developed for the formation of thin films in microporous tubes and tubular membranes. The performance of this technique was analyzed by the microfiltration process of emulsions (vegetable oil/water) and bacteria suspensions (Escherichia coli) of the whey of milk of cheese processing. The microporous tubes (nominal pore size 0.5 µm) were impregnated with a precursor zirconia solution and calcined at 600 and 900 ºC to influence the improvement of the demulsification process. Ceramic membranes (nominal pore size between 0.8 µm and 1.2 µm) were impregnated with a silver precursor and calcined at 600 °C forming metallic silver to act as bactericide in the residual bacteria suspension of the dairy products. The impregnated porous medium was characterized by scanning electron microscopy. The results of the permeate analysis for values of organic carbon content refer to emulsion treatment and the value of counting of bacteria by plating analysis is related to the treatment of bacteria suspension. The results were analyzed as a function of the performance and influence of the impregnation regarding the presence of zirconia or silver for each application.

Foi realizada a seleção de linhagens bacterianas produtoras de exopolissacarídeos (EPS) de águas subterrâneas adjacentes ao antigo aterro controlado da cidade de São Carlos (São Paulo, Brasil). O isolamento foi realizado nos meio P e E em condições de aerobiose e microaerofilia a 25°C. Foram isoladas 26 linhagens e, com base na mucosidade das colônias, 6 foram escolhidas e caracterizadas quanto a aspectos morfológicos, fisiológicos e bioquímicos. As colônias das linhagens apresentaram aspecto brilhante em todos os meios testados, com pigmentação variando de amarela a laranja e de rosa a salmão. As linhagens Lb, Lc e Lg, que se destacaram das demais pela mucosidade das colônias, foram selecionadas para cultivo em meio E suplementado alternadamente com glicose e sacarose como fonte de carbono, em anaerobiose a 25°C, para a verificação da produção de EPS. As linhagens Lc e Lg foram classificadas como sendo da ordem Actinomycetales, subordem Corynebacterineae. A linhagem Lg foi identificada como Gordonia polyisoprenivorans e a linhagen Lc não correspondeu a nenhum gênero descrito e, portanto, novas investigações estão em andamento. Considerando os aspectos ecológicos e o potencial metabólico associados aos microrganismos do ambiente estudado, como a capacidade de produzir pigmento e EPS, e a presença de Gordonia polyisoprenivorans, bactéria degradadora de borracha, fica evidente o potencial das águas subterrâneas em questão como fonte de microrganismos a serem utilizados em processos de remediação ambiental.

A selection of exopolysaccharide (EPS) -- producing bacterial strains was conducted in groundwater adjacent to an old controlled landfill in the City of São Carlos (São Paulo, Brazil). The strains were isolated in P and E media under aerobic and microaerophilic conditions at 25ºC. A total of 26 strains were isolated and based on the mucoid mode of the colonies, 6 were selected and their morphological, physiological and biochemical aspects were characterized. All strains presented pigmentation, ranging from yellow to orange and from pink to salmon, with a shiny glistening aspect in all tested media. Strains Lb, Lc and Lg, which excelled the others with regard to the mucoid mode of the colonies, were selected to be cultured in E medium with alternate sucrose and glucose as carbon sources in anaerobiosis at 25ºC to analyze the production of EPS. Strains Lc and Lg were classified as being of order Actinomycelates, suborder Corynebacterineae. Lg strain was identified as Gordonia polyisoprenivorans and Lc strain did not correspond to a known description and therefore a more detailed study is under preparation. Considering all ecological aspects and the metabolic potential associated with the microorganisms of the environment studied, as well as the capacity to produce pigment and EPS, and the presence of G. polyisoprenivorans, a rubber degrader bacterium, the potential of the groundwater analyzed is evident as a source of microorganisms to be utilized in studies related to environmental remediation.