Seepage from steelmaking coal mine waste rock dumps in the Elk Valley, British Columbia, Canada can contain selenium (Se), cadmium (Cd), and sulfate (SO42-) from the oxidation of sulfide minerals, and nitrate (NO3-) from blasting. The impact of these constituents of interest (CIs) on receiving groundwater systems and the potential for their natural attenuation is investigated. A 10.7 km2 mine-impacted research catchment (West Line Creek) was instrumented with 13 monitoring wells and 8 drivepoint wells to characterize the hydraulics and geochemistry of the aquifer system downgradient of the waste rock dump. These data were augmented with geophysical surveys and by characterizing the lithology, geotechnical properties, and geochemistry of core samples obtained during drilling. Furthermore, the groundwater monitoring program also facilitated the development of a conceptual model of hydrogeology in a small montane valley. An unconfined aquifer at the overburden/fractured bedrock interface, i.e. the basal alluvial aquifer was identified as the primary groundwater conduit for the migration of water and solutes from the waste rock dump toward Line Creek. Vertical and horizontal dispersion of CIs was confirmed with porewater analysis of core samples, with Se concentrations exceeding the BC water quality guideline (2.0 µg/L) in 98% of samples (n = 223). Residence time for groundwater in the overburden aquifers was determined using 3H/3He age dating (n = 3) and estimates of groundwater velocity to be less than three years across the 650 m study site. The chemistry of groundwater was compared with rock drain water samples to evaluate CIs from their source through to identified discharge locations. Linear correlation of CI concentrations with SO42- concentrations in water samples showed that Se and NO3- were conservative solutes, whereas Cd was non-conservative and may be undergoing mineral precipitation or adsorption reactions in the groundwater system. The distribution of CIs in the overburden aquifers was seasonally variable and dilution was determined to be the dominant mechanism controlling the concentrations of conservative CIs (Se, SO42- and NO3-) away from the toe of the waste rock dump and during the spring freshet. The basal alluvial aquifer downgradient of the waste rock dump was estimated to annually discharge 16% of the water and 7% of the SO42- load from the catchment.

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Mémoire numérisé par la Direction des bibliothèques de l'Université de Montréal.

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O cádmio (Cd) é um metal pesado e dos mais abundantes elementos encontrados no ambiente. Existem evidências de sua relação coma osteopenia, osteoporose, e osteomalacia e fragilidade do tecido ósseo. Este estudo visa avaliar o efeito do pH da água de beber na gênese da alteração óssea provocada pela intoxicação por cádmio. Neste estudo, foram utilizados90 ratosWistar (Ratus Norvegicus albinus), adultos, machos,divididos em 6 grupos, aos quais foram administrados: A -solução de cloreto de Cd(400mg/L) com pH neutro (pH 7,0); B -solução de cloreto de Cd(400mg/L) com pH ácido (pH 5,0); C -solução de cloreto de Cd(400mg/L) com pH básico (pH 8,0). D -pH ácido (pH 5,0); E -pH básico (pH 8,0); F -pH neutro (pH 7,0). Nofêmur esquerdo de cada rato avaliou-se a densidade óssea, por meio do densitômetro de dupla emissão (DEXA), ensaiosbiomecânicos e escala de HU na tomografia computadorizada espiral.Os resultados demostram que a densidade óssea reduziunos grupos que receberam cádmio e no grupo sem administração de cádmio para o pH 5 ocorreu uma redução da densidade mineral óssea (DMO) e do conteúdo mineral ósseo (CMO). A rigidez biomecânica mostrou-se aumentada para o grupocom pH 5 sem cádmio. Como conclusão geral o cádmio reduziu a densidade óssea. / The cadmium (Cd) is a heavy metal, one of the most abundant elements found in the environment. There are evidences of its relationship in osteopenia, osteoporosis e osteomalacia and fragility of the bone tissue. This study aims to evaluatethe effect of the pH of the drinking water in the bonealteration origin caused by cadmium intoxication. This study envolved90 wistar rats (Ratus Norvegicus albinus), adults, males,divided in 6groups, were witch one receved: A -cadmium choride solution (400mg/L)withneutral ph (pH 7,0); B -cadmium choride solution(400mg/L) with acid ph (pH 5,0); C -cadmium choride solution(400mg/L)with basic ph(pH 8,0); D -with acid ph (pH 5,0); E -basic ph (pH 8,0); F -neutral pH (pH 7,0).Left femurs from each rat were evaluatedbybone density,DEXA,biomechanictest,HU scale from computerized tomography. The results shows that bone density became lower in the groups that received cadmium. In that wich received no cadmium with pH 5 ocurred an lower level of bone mineral density (BMO) andbone mineral content (BMC).The bone rigidity proved increased in the pH 5 with no cadmium. As a general conclusion, cadmium reduced the bone density.

Devido à presença de contaminantes (Elementos Potencialmente Tóxicos - EPT) nos fertilizantes, seja pelo material de origem das rochas fosfatadas ou pelo uso de subprodutos que contém altos teores de metais pesados, tem provocado muita polêmica e discussões. O conhecimento das frações dos elementos no solo pode indicar na disponibilidade dos mesmos para as plantas e, por fim, subsidiar as práticas de adubação de forma mais segura. O presente projeto teve como objetivo: (1) avaliar a produção de massa seca e determinar os teores de P, (Ni e Zn) e EPT (Cr, Cd, Pb) na parte comestível da alface (folhas) e do rabanete (raízes), em resposta a fertilização com fontes de fósforo e de zinco aplicadas em cultivo anterior (efeito residual); (2) avaliar o estado nutricional da alface e do rabanete em relação aos nutrientes P e Zn sob efeito da fertilização com fontes de fósforo e de zinco aplicadas em cultivo anterior (efeito residual); (3) determinar os teores residuais disponíveis de P (resina), micronutrientes (Ni, Zn) e EPT (Cr, Cd, Pb) extraídos por Mehlich-1, DTPA, CaCl2 0,01 mol L-1 e solução de ácidos orgânicos, em dois solos fertilizados com fontes de fósforo e de zinco após cultivo de alface e de rabanete. Serão desenvolvidos os cultivos residuais com as culturas da alface e rabanete em casa de vegetação, utilizando dois solos contrastantes quanto ao teor de argila. Os tratamentos foram aplicados por ocasião do cultivo do arroz de terras altas e, assim, serão realizadas apenas adubações de base e cobertura. Os tratamentos são assim constituídos: três fontes de Zn (subproduto, fertilizante comercial obtido da acidulação do subproduto e uma mistura de reagentes pró-análise) e três fontes de P (rocha fosfática de Togo, superfosfato simples obtido pela acidulação da rocha de Togo e uma mistura de reagentes pró-análise) em doses equivalentes a 0; 2,5; 5; 10 e 20 vezes a dose recomendada (em média, 4 kg de Zn e 90 kg de P2O5 por ha). Após as analises realizadas no solo com os diferentes extratores e as analises de folhas (alface) e raízes (rabanete) para determinarmos os níveis de elementos potencialmente tóxicos presentes no solo e partes comestíveis pode-se concluir que os teores no solo de fósforo e zinco aumentaram com o uso de doses crescente desses elementos no Latossolo Vermelho-Amarelo (LVA) e Latossolo Vermelho (LV);o uso dos extratores solução de ácidos orgânicos, mehlich-1 e DTPA, determinaram uma maior disponibilidade dos metais no solo;as doses crescentes de fósforo elevaram os teores de cádmio disponível no solo, porém esse aumento não apresentou diferenças significativas nas partes comestíveis;o uso de diferentes fontes e doses de fósforo e zinco não apresentaram diferenças significativas na produção de material vegetal das culturas;as doses de zinco elevaram os teores de chumbo disponível no solo, porém esse aumento não foi observado nas partes comestíveis das culturas;o crômio não foi alterado com as diferentes doses dos fertilizantes / Due to the presence of contaminants (Potentially Toxic Elements - EPT) in fertilizers, is the source material of PRs or the use of products which contain high levels of heavy metals, has caused much controversy and discussion. The knowledge of the fractions of the elements in the soil can indicate the availability thereof to the plants and finally subsidize fertilizer practice in a safer way. This project aimed to: (1) evaluate the dry matter production and determine the levels of P (Ni and Zn) and EPT (Cr, Cd, Pb) in the edible portion of the lettuce (leaves) and radish (roots ) in response to fertilization with phosphorus sources and zinc applied in previous crop (residual effect), (2) assess the nutritional status of lettuce and radish in relation to nutrients P and Zn fertilization under the effect of phosphorus sources and Zinc applied in previous crop (residual effect): (3) determining the residue content of available P (resin), trace elements (Ni, Zn) and EFA (Cr, Cd, Pb) extracted by Mehlich-1, DTPA, CaCl2 0 , 01 mol L-1 solution and organic acids in soils fertilized with phosphorus sources and zinc after growing lettuce and radish. Residual crops are developed with the lettuce and radishes in a greenhouse using two contrasting soils as the clay content. Treatments were applied during the cultivation of upland rice and thus will be conducted only fertilizers and basic coverage. Treatments are divided as follows: three sources of Zn (byproduct, commercial fertilizer obtained from acidulation by product and a mixture of reagents for analysis) and three sources of P (phosphate rock from Togo, superphosphate obtained by acidulation of rock and Togo a mixture of reagents for analysis) at doses of 0, 2.5, 5, 10 and 20 times the recommended dose (average of 4 kg Zn and 90 kg P2O5 per ha). The analyzes carried out on the ground with different extractants and analysis of leaves (lettuce) and roots (radish) to determine the levels of potentially toxic elements present in the soil and edible parts can be concluded that the levels of phosphorous in soil and zinc increased with increasing doses of the use of these elements in the Oxisol (LVA) and Oxisol (LV), the use of organic acid solution extractants, Mehlich-1 and DTPA, led to an increased availability of metals in soil; doses increasing phosphorus elevated levels of cadmium in the soil available, but this increase did not show significant differences in the edible parts, the use of different sources and levels of phosphorus and zinc showed no significant differences in the production of plant material cultures; doses of zinc elevated levels of lead in the soil available, however this increase was not observed in the edible parts of crops, chromium has not changed with the different fertilizer levels

A poluição por metais pesados é um dos mais sérios problemas ambientais da atualidade devido tanto ao aumento de sua aplicação, como de sua natureza imutável. A importância em se estudar os metais, deve-se aos seus intensos efeitos tóxicos para o homem e todos os outros seres vivos. O cádmio é um metal não essencial e representa um grande potencial de danos a seres humanos e ao meio ambiente. A trealose é um dissacarídeo que participa como protetor em microrganismos em diferentes condições de estresses. Neste trabalho foi analisada a influência da trealose em resposta ao estresse oxidativo induzido pelo cádmio em linhagens de Saccharomyces cerevisiae. As linhagens utilizadas neste estudo são deficientes em genes importantes no metabolismo de trealose, na síntese (S. cerevisaie tps1) e na degradação (S. cerevisaie nth1) do dissacarídeo, desta forma foi possível analisar o papel da trealose frente ao estresse induzido pelo cádmio. Inicialmente, analisou-se o crescimento das linhagens em meio líquido com diferentes concentrações de cádmio, onde observou-se inibição no crescimento. A tolerância ao CdCl2 foi realizada através do plaqueamento, verificou-se que não existe formação de colônias em concentração superior a 25ppm. A incorporação de cádmio é maior quando foram usadas células viáveis coletadas na fase logarítmica. A linhagem tps1 possui uma incorporação de cádmio 3 vezes menor quando comparada às demais linhagens. A adição de glutationa reduzida ao meio extracelular não provocou alteração de incorporação de cádmio, porém ao adicionarmos aminoácidos (que formam a glutationa) ocorreu diminuição da incorporação em todas as linhagens. Quanto a formação de radicais livres intracelulares obtivemos que a linhagem tps1, possui um alto nível de oxidação celular mesmo na condição sem cádmio e quando exposta ao mesmo, apresentou um aumento na oxidação apesar de uma incorporação menor do metal que as demais linhagens. Análise da peroxidação lipídica realizada antes e após exposição das células ao cádmio, mostraram danos aos lipídeos. Observamos que células da linhagem nth1 (excesso de trealose) também sofrem esses danos, ou seja, a presença de um excesso de trealose não impediu a presença de danos aos lipídeos. Células da linhagem tps1 apresentaram maior dano lipídico que as demais linhagens evidenciando que, a ausência da trealose deixa os lipídeos mais susceptíveis a alterações deletérias. Procedeu-se também a análise da carbonilação de proteína onde observamos que na presença de cádmio não ocorreu carbonilação de proteínas, apenas a linhagem nth1 na concentração de 800ppm apresentou proteínas carboniladas, fato este relacionado a grande quantidade de radicais livres formados. As três linhagens após exposição à concentração de 50ppm de cádmio, apresentaram um aumento nos níveis de resíduos sulfidrílicos enquanto que na concentração de 800ppm apresentaram queda dos resíduos sulfidrílicos. Os resultados apresentados neste trabalho ajudaram a compreender o papel da trealose em células de S. cerevisiae frente ao estresse causado pelo cloreto de cádmio. / Pollution with heavy metals is one of the most serious environmental problems nowadays, which had in such a way to the increase of its application as, of its imutable nature. The importance of studying metals is directly related to intensive toxic effects to all living beings in our world. Cadmium is a non essential metal and represents a great danger to the human beings and also to the environmental. Trehalose is a disaccharide that participates as a protector in different conditions of stress. In this work the influence of trehalose in oxidative stress induced by cadmium was analyzed in different strains of Saccharomyces cerevisiae. The strains used in this study were not effective in important genes of the metabolism of trehalose, in the synthesis (S. cerevisaie tps1) and also in the degradation (S. cerevisaie nth1), so it was possible to analyze the performance of the trehalose in relation to the stress induced for cadmium. Initially the growth with different cadmium concentrations in medium liquid was analyzed, and the growth inhibition was observed. The tolerance to the CdCl2 was carried out by the growth on plates and one could observe that the formation was not present in concentrations up to 25ppm. Cells collected in the logarithmic phase had bigger cadmium incorporation. The strains tps1 presented a lower cadmium incorporation (3 times) when compared with other strains. The addition of reduced glutathione to the extracellular did not cause any alteration of in the cadmium incorporation, however, by adding amino acids, the ones which form glutathione, a reduction of the cadmium incorporation in all the strains occurred. The tps1 strains showed high level of cellular oxidation in control condition (without cadmium), and the cadmium incorporation showed an increase in the oxidation.Analyses of the lipid peroxidation carried out before and after exposition of the cells to cadmium showed damages to the lipids. We observe that cells of the strain nth1 (excess of trehalose) also suffer these damages. The presence of an excess of trehalose protected the lipids. Cells of the strain tps1 presented greater lipidic damage than the other strains, making clear that the absence of trehalose make the lipids more probable to have deleterious alterations. It was also performed a protein carbonilation analysis at cadmium presence and it did not induce a carbonilation of proteins. The stains nth1, whose concentration was 800ppm, presented carbonilated protein due to the high levels of ROS. The three strains after the exposition of 50ppm of cadmium showed an increase while on the concentration of 800ppm, it presented a drop on the levels of sulphydryl residues. The results presented in this work helped to understand the role of trehalose on Saccharomyces cerevisiae cells during cadmium stress.

Neste trabalho foi avaliado como caranguejos Ucides cordatus, provenientes de ambientes preservados e impactados pela ação antrópica, respondem a exposição ao cádmio através da regulação da expressão da HSP70 (Heat Shock Proteins). O caranguejo de manguezal Ucides cordatus é uma espécie típica de ambiente estuarino, amplamente utilizado como recurso pesqueiro pelas comunidades locais. Vários estudos já foram desenvolvidos, tratando a maioria deles da sua dinâmica populacional ou aspectos de manejo. Por isso, a avaliação do seu estado fisiológico se faz importante para a complementação destes estudos ecológicos bem como na identificação dos impactos causados à sobrevivência desses organismos pela ação antrópica. Para avaliar a influência dos poluentes foram escolhidas duas áreas para coleta no litoral de São Paulo. Uma área impactada, Cubatão, e outra bem preservada, Juréia. Os animais foram expostos a 5mg/L de cloreto de cádmio, diluído na água dos aquários por até 24 horas, em intervalos de tempo de 30 minutos, 1, 2, 6 e 12 horas. A expressão de HSP70 foi medida no hepatopâncreas e brânquias através de imunoensaios utilizando o método ELISA. Foi observado que a sobrevivência dos organismos é influenciada pela manutenção em laboratório durante aclimatização bem como pela exposição ao cádmio, entretanto, os organismos provenientes de áreas preservadas se mostram mais responsivos ao estresse. A regulação de HSP70 foi pouco alterada em ambos os grupos e nos diferentes órgãos, não sendo considerada como um bom biomarcador para este tipo de estresse no organismo modelo utilizado / This study evaluated how the crab Ucides cordatus from impacted and preserved environments responds to cadmium exposure through the expression of HSP70 (Heat Shock Proteins). The mangrove crab Ucides cordatus is an estuarine specimen, tipically used as fishing resource by local communities. Several studies have been developed, most of them dealing with population dynamics and management aspects. Therefore, it is important to comprehend their physiological status to complement these ecological studies and to understand the impact caused by human action in the survival of these organisms. The species was collected in two different areas of São Paulo coast, polluted and conserved areas, Cubatão and Juréia, respectively. These two sites were chosen to evaluate the influence of pollutants in the organism physiology. At the laboratory the animals were exposed to 5mg/L of cadmium chloride, diluted directly in the water. After an interval of 30 minutes, 1, 2, 6 and 12 hours, HSP70 expression was measured in the hepatopancreas and gills using immunoassays through ELISA method. It was observed that the survival of the organisms was influenced by laboratory management as well as by exposure to cadmium, however, the organism from preserved areas were more responsive to stress. The regulation of HSP70 was little changed in both groups and in different organs, so maybe it should not be considered as a good biomarker for this type of stress