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listelement.badge.dso-type Item , Utilização de carvão ativado obtido a partir de lodo da indústria de polpa celulósica para tratamento de efluente industrial(Universidade Federal de Minas Gerais, 2026-03-27) Filipe dos Santos AlvesPulp mills generate substantial quantities of primary sludge (PS) and secondary sludge (SS), whose management continues to pose technical, environmental, and economic challenges. This thesis investigated the conversion of these residues into activated carbon and its application to industrial effluent treatment, with emphasis on waste valorisation and material-cycle closure. The study encompassed sludge characterisation, production of activated carbons via pyrolysis followed by chemical activation with sodium hydroxide (NaOH), screening and optimisation of operating conditions using the Plackett–Burman design (PB) and the central composite rotatable design (CCRD), physicochemical and textural characterisation of the resulting adsorbent, and evaluation of adsorption performance using methylene blue and real pulp-mill effluent. Under the optimised conditions, sample LPLS-08 achieved a yield of 83.35%, an iodine number of 301.02 mg I₂∙g⁻¹, and a BET surface area of 311.11 m²∙g⁻¹. In experiments conducted with industrial effluent collected from the primary clarifier of an extended-aeration activated-sludge treatment plant, colour removal ranged from 64.89 to 92.25%, whilst chemical oxygen demand (COD) removal ranged from 33.29 to 44.31%. Kinetic modelling revealed that the pseudo-second-order model provided the most robust description of colour adsorption and remained the most reliable model for COD, although the Elovich model yielded a marginally superior overall fit for that response. Weber–Morris analysis indicated that adsorption proceeded through multiple stages, with concurrent contributions from external mass-transfer resistance and intraparticle diffusion, suggesting a higher affinity of the adsorbent for chromophoric and aromatic fractions than for the bulk organic load. Equilibrium modelling further demonstrated that the statistically best-fitting model did not necessarily correspond to the most physically defensible choice. Although the Redlich–Peterson model produced the best numerical indicators for both colour and COD, its estimated parameters lacked the physicochemical coherence required to support its conclusive adoption. For colour, the Freundlich and Temkin models offered more consistent mechanistic interpretations, whereas for COD the Temkin model proved most defensible. Collectively, these results establish not only the technical feasibility of converting pulp-mill sludge into activated carbon, but also its strategic valorisation potential as an integrated solution for simultaneous waste management and industrial effluent treatment.listelement.badge.dso-type Item , Water treatment through solar-assisted advanced oxidation technology based on BiVO4 thin films in a photochemical reactor: antimicrobial activity, contaminants of emerging concern, and toxicity control(Universidade Federal de Minas Gerais, 2026-02-27) Guenther Carlos Couto VianaA persistência de contaminantes de preocupação emergente (CECs) em ambientes aquáticos evidencia a necessidade urgente de tecnologias inovadoras e escaláveis para o tratamento de água. Entre essas, a fotocatálise utilizando materiais na forma de filmes finos destaca-se como uma abordagem promissora. A presente pesquisa investigou os desafios associados à aplicação de fotocatalisadores na forma de filmes finos para o tratamento de água e aplicou uma alternativa através do uso de filmes finos de vanadato de bismuto (BiVO4), acoplados a oxidantes, em um fotorreator anular sob irradiação solar, visando à remoção de CECs, à atividade antimicrobiana e à avaliação da toxicidade aguda. Destaca-se que a integração de filmes finos em reatores tubulares anulares no contexto do tratamento de água sob irradiação solar ainda não havia sido previamente investigada. Foi realizada uma revisão sistemática da literatura sobre a aplicação da fotocatálise em filmes finos, com foco na maturidade tecnológica e na viabilidade de engenharia. A revisão sistemática evidenciou uma lacuna crítica na aplicação de materiais fotocatalíticos alternativos, como o BiVO4, na forma de filmes finos para a remoção de CECs. Além disso, tendências recentes destacam a integração da fotocatálise com oxidantes químicos homogêneos como estratégia para aumentar a eficiência e a escalabilidade dos processos de tratamento. Os filmes finos de BiVO4 foram produzidos por magnetron sputtering, e a influência dos parâmetros operacionais foi avaliada. As amostras foram caracterizadas por técnicas como DRX, MEV/EDX, MET e AFM, além de avaliações fotocatalíticas. O desempenho antimicrobiano foi avaliado frente à Escherichia coli, de acordo com a norma britânica ISO 27447:2009, e a citotoxicidade foi investigada. Os filmes finos de BiVO4, suportados em um reator fotocatalítico anular do tipo FluHelik, foram empregados no tratamento de água ultrapura e de água superficial proveniente de um reservatório eutrófico. As propriedades hidrodinâmicas e fotoquímicas do reator foram avaliadas por meio da técnica de traçador-resposta e medições actinométricas, bem como realizada a modelagem por Fluidodinâmica Computacional (CFD). A radiação solar, por meio de um simulador de câmara solar, foi utilizada para a ativação de peróxido de hidrogênio (H2O2; 0,4, 1,5 e 3,0 mM) e persulfato de sódio (PS; 0,4, 1,5 e 3,0 mM), visando à remoção de uma mistura de seis CECs de diferentes classes (C₀ = 100 µg L-1, cada). Testes com sequestradores de espécies reativas foram empregados para elucidar os mecanismos de reação. Adicionalmente, o tratamento foi aplicado à água superficial de um reservatório eutrófico, avaliando-se a remoção de CECs em concentrações naturais. A toxicidade aguda para Aliivibrio fischeri foi avaliada antes e após o tratamento fotocatalítico. Sob condições ótimas de produção, os filmes finos de BiVO4 apresentaram atividade antimicrobiana não apenas sob luz visível, alcançando valores abaixo do limite de quantificação (< 1000 UFC 100 mL⁻¹) em 24 h, mas também na ausência de luz, com inativação completa em 48 h. Esse desempenho antimicrobiano não antes reportado na literatura indica elevado potencial para estratégias de desinfecção em sistemas de tratamento de água. Em relação à citotoxicidade, como o filme desprendido na forma de pó, foram observados diferentes níveis de resposta toxicológica para a linhagem de células intestinais humanas CACO-2 em diferentes concentrações do material. Nos experimentos fotoquímicos, a fotocatálise isolada com BiVO4 apresentou desempenho limitado na degradação de CECs, enquanto o acoplamento com oxidantes promoveu um significativo aumento da eficiência do processo. A ativação do H2O2 resultou em remoções de CECs entre 11 e 95%. Em contraste, a ativação do PS possibilitou a remoção de todos os CECs-alvo para abaixo do limite de quantificação do método cromatográfico (< 5 µg L⁻¹, >95%) em até 90 min em água ultrapura. As taxas de degradação foram mais elevadas em água superficial, atribuídas à presença de fotossensibilizadores naturais na matriz. Vias radicalares (HO•, SO4•⁻) e não radicalares (1O2) foram confirmadas. Além disso, o tratamento melhorou a qualidade da água do reservatório eutrófico sem induzir toxicidade aguda a A. fischeri. O sistema BiVO4/PS aplicado à água superficial contendo CECs de ocorrência natural (11 de 18 compostos quantificados, 1,3–1981,2 µg L-1) alcançou remoções substanciais (64,3–99,9%) em condições próximas às ambientais reais. Assim, os resultados demonstram que filmes finos de BiVO4, quando combinados com a ativação de PS em um reator fotoquímico assistido por energia solar, apresentam elevado potencial para a ampliação de tecnologias sustentáveis e eficazes de tratamento de água.listelement.badge.dso-type Item , A Case for the Continued Study of the Golden Mussel Invasion of Brazil: efficient detection and containment of limnoperna fortunei (Dunker, 1857) dispersion involves multiple approaches and different actors(Universidade Federal de Minas Gerais, 2021) Rayan Silva de Paula; Mariana de Paula Reis; Gabriela Rabelo Andrade; Clara Carvalho e Souza; Antonio Valadão Cardoso; Erika Cristina JorgeThe establishment of invading organisms in natural ecosystems is one of the most serious environmental issues. In Brazil, the invasive species Limnoperna fortunei (Dunker, 1857), the golden mussel, is a mollusk capable of causing major changes in water systems, generating social and economic impacts, given its biofouling capacity. Limnoperna fortunei can easily block pipes and heat exchangers in the water systems of hydroelectric power plants due to its ability to strongly adhere to the substrate using its byssus - a bundle of filaments secreted by these animals. Therefore, the early detection of this invader is essential for management actions to be immediate, in order to control population growth rate at the beginning of the invasive process, preventing this environment from serving as a source for new infestations. The implantation of a method that integrates the active monitoring of prioritized areas, laboratory techniques, including molecular biology methods, and the sharing of hydrographic data between basin managers and users for early detection of the presence of species in Brazilian waters appears as an efficient option to prevent and control invasions.listelement.badge.dso-type Item , Hypoxia modifies levels of the SARS-CoV-2 cell entry proteins, angiotensin-converting enzyme 2, and furin in fetal human brain endothelial cells(Universidade Federal de Minas Gerais, 2023) Hafsah Mughis; Phetcharawan Lye; Stephen Giles Matthews; Enrrico BloiseBACKGROUND: It is not known whether human fetal brain endothelial cells that form the blood-brain barrier express angiotensin-converting enzyme 2, transmembrane serine protease 2, and furin, which are SARS-CoV-2 cell entry proteins. Moreover, it is unclear whether hypoxia, commonly observed during severe maternal COVID-19, can modify their level of expression. We hypothesized that human fetal brain endothelial cells isolated from early- and midpregnancy brain microvessels express angiotensin-converting enzyme 2, transmembrane serine protease 2, and furin. Furthermore, we hypothesized that hypoxia modifies their expression levels in a gestational age– and time-of-exposure–dependent manner. OBJECTIVE: This study aimed to investigate whether early- and midpregnancy human fetal brain endothelial cells express angiotensin-converting enzyme 2, transmembrane serine protease 2, and furin SARS-CoV-2–associated cell entry proteins and to determine the effects of hypoxia on angiotensin-converting enzyme 2, transmembrane serine protease 2, and furin expression levels in human fetal brain endothelial cells. STUDY DESIGN: This was a prospective study where human fetal brain endothelial cells isolated from early-pregnancy (12.4±0.7 weeks of gestation) and midpregnancy (17.9±0.5 weeks of gestation) fetal brain microvessels (6 per group) were exposed to different oxygen tensions (20%, 5%, and 1% oxygen) for 6, 24, and 48 hours. Angiotensin-converting enzyme 2, transmembrane serine protease 2, and furin messenger RNA and protein levels and localization were assessed using quantitative polymerase chain reaction, Western blot testing, and immunofluorescence. RESULTS: Angiotensin-converting enzyme 2, transmembrane serine protease 2, and furin co-localize with the endothelial cell marker von Willebrand factor in human fetal brain endothelial cells isolated from early pregnancy and midpregnancy. In early pregnancy, TMPRSS2 messenger RNA expression was decreased by 5% oxygen compared with 20% oxygen after 6 hours of exposure (P<.05). In midpregnancy, 5% oxygen down-regulated ACE2 messenger RNA compared with 20% oxygen after 24 hours (P<.05). Furin messenger RNA expression was decreased under 5% and 1% oxygen compared with 20% oxygen (P<.05) after 24 hours. In midpregnancy, angiotensin-converting enzyme 2 protein levels were decreased under 5% and 1% oxygen (P<.001) after 24 hours. In contrast, furin protein levels were increased under 1% oxygen compared with 20% oxygen after 24 hours (P<.05). At 48 hours, 1% oxygen increased angiotensin-converting enzyme 2 protein levels compared with 20% oxygen (P<.01). CONCLUSION: Hypoxia modifies the expression of selected SARS-CoV-2 cell entry proteins in human fetal brain endothelial cells in a gestational age– and time-of-exposure–dependent manner. As severe COVID-19 may lead to maternal hypoxia, an altered expression of these proteins in the developing human blood-brain barrier could potentially lead to altered SARS-CoV-2 brain invasion and neurologic sequelae in neonates born to pregnancies complicated by SARS-CoV-2 infection.listelement.badge.dso-type Item , Impact of Co-Occurrence of Obesity and SARS-CoV-2 Infection during Pregnancy on Placental Pathologies and Adverse Birth Outcomes: a systematic review and narrative synthesis(Universidade Federal de Minas Gerais, 2023) Thaina Ferraz; Samantha Benton; Israa Zareef; Oluwatomike Aribaloye; Enrrico Bloise; Kristin ConnorObesity is a risk factor for severe COVID-19 disease during pregnancy. We hypothesized that the co-occurrence of high maternal body mass index (BMI) and gestational SARS-CoV-2 infection are detrimental to fetoplacental development. We conducted a systematic review following PRISMA/SWiM guidelines and 13 studies were eligible. In the case series studies (n = 7), the most frequent placental lesions reported in SARS-CoV-2(+) pregnancies with high maternal BMI were chronic inflammation (71.4%, 5/7 studies), fetal vascular malperfusion (FVM) (71.4%, 5/7 studies), maternal vascular malperfusion (MVM) (85.7%, 6/7 studies) and fibrinoids (100%, 7/7 studies). In the cohort studies (n = 4), three studies reported higher rates of chronic inflammation, MVM, FVM and fibrinoids in SARS-CoV-2(+) pregnancies with high maternal BMI (72%, n = 107/149; mean BMI of 30 kg/m2) compared to SARS-CoV-2(−) pregnancies with high BMI (7.4%, n = 10/135). In the fourth cohort study, common lesions observed in placentae from SARS-CoV-2(+) pregnancies with high BMI (n = 187 pregnancies; mean BMI of 30 kg/m2) were chronic inflammation (99%, 186/187), MVM (40%, n = 74/187) and FVM (26%, n = 48/187). BMI and SARS-CoV-2 infection had no effect on birth anthropometry. SARS-CoV-2 infection during pregnancy associates with increased prevalence of placental pathologies, and high BMI in these pregnancies could further affect fetoplacental trajectories.