Devido à grande expansão das cidades e seu acelerado crescimento e industrialização, a contaminação d\'águas vem aumentando rapidamente, resultado de despejos não controlados em rios e solos, oferecendo um grande risco à saúde. Sendo assim, neste trabalho foi realizada a medição da atividade das desidrogenases (envolvidas na respiração e/ou fermentação), por meio da conversão do 2,3,5-trifenil cloreto de tetrazólio (TTC) em 1,3,5-trifenil formazan (TPF), como parâmetro em teste de toxicidade. Para isto, foram utilizadas leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae, liofilizadas de panificação, como bioindicadoras da presença de elementos possivelmente tóxicos na água, através da medida da atividade metabólica pela conversão do TTC em TPF, sendo denominado de YTOX. No estudo da atividade das desidrogenases, os diferentes fermentos liofilizados de panificação não apresentaram distinção entre si, como também, não demonstraram diferença em relação a atividade das desidrogenases na presença de cádmio, sendo constatada a capacidade de recuperação metabólica da levedura após a exposição ao metal. Além disso, foi utilizada levedura PE-2 fresca para comprovar que o comportamento enzimático é similar, tanto em leveduras frescas como em liofilizadas. Acrescentando que o tempo de recuperação metabólica das leveduras é proporcional às concentrações de metais no meio. Os íons livres dos metais Al, Pb, Zn, Cr, Ba e o semimetal As, causam inibição da atividade das desidrogenases em suas respectivas concentrações, sendo este o primeiro relato da utilização de Ba em estudos com leveduras. No estudo de complexação, fica comprovado que metais complexados causam baixíssima ou nenhuma toxicidade à atividade das desidrogenases da levedura. Também foram testados solventes, como álcool butílico, ácido acético, isopropanol, acetona, cloreto de metila, clorofórmio, acetato de etila, hexano, álcool metílico, benzeno e peróxido de hidrogênio, apresentaram toxicidade por meio da inibição da atividade das desidrogenases em suas concentrações correspondentes. O teste comparativo foi a germinação de sementes de pepino (Cucumis sativus) em soluções de metais com as mesmas concentrações que o YTOX, o que possibilitando comprovar que leveduras são excelentes bioindicadoras de contaminação, por apresentarem um alto grau de homologia com eucariotos superiores, permitindo assim, avaliar aspectos relevantes em relação aos efeitos tóxicos dos compostos avaliados com a biologia humana, além de ser de fácil manutenção e resistente às pequenas variações ambientais. Este trabalho apresenta contribuição no conhecimento sobre atividade das desidrogenases em relação à toxicidade de metais, semimetal e solventes estudados. / Due to the great expansion of cities and their accelerated growth and industrialization, water contamination has been increasing rapidly, resulting from uncontrolled dumping in rivers and soils, posing a great risk to health. Thus, in this work the measurement of the activity of dehydrogenases (involved in respiration and / or fermentation) was carried out, by means of the conversion of 2,3,5-triphenyl chloride tetrazolium (TTC) to 1,3,5-triphenyl formazan (TPF) as a parameter in the toxicity test. Saccharomyces cerevisiae, freeze-dried baking yeast were used as bioindicators of the presence of possibly toxic elements in the water, through the measurement of metabolic activity by the conversion of TTC into TPF, being called YTOX. In the study of the activity of the dehydrogenases, the different lyophilized baking fermentations did not distinguish between themselves, nor did they show any difference in relation to the activity of the dehydrogenase in the presence of cadmium, being verified the metabolic recovery capacity of the yeast after exposure to the metal . In addition, fresh PE-2 yeast was used to demonstrate that the enzymatic behavior is similar in both fresh and freeze-dried yeast. Adding that the metabolic recovery time of the yeasts is proportional to the concentrations of metals in the medium. The free ions of metals Al, Pb, Zn, Cr, Ba and the semimetal As, cause inhibition of the activity of the dehydrogenases in their respective concentrations, being this the first report of the use of Ba in studies with yeasts. In the complexation study, it is proven that complexed metals cause very low or no toxicity to the activity of yeast dehydrogenase. Solvents such as butyl alcohol, acetic acid, isopropanol, acetone, methyl chloride, chloroform, ethyl acetate, hexane, methyl alcohol, benzene and hydrogen peroxide were also tested for toxicity by inhibiting the activity of the dehydrogenases in their concentrations correspondents. The comparative test was the germination of cucumber seeds (Cucumis sativus) in solutions of metals with the same concentrations as YTOX, which allows to prove that yeasts are excellent contamination bioindicators, because they have a high degree of homology with superior eukaryotes, allowing thus, to evaluate relevant aspects regarding the toxic effects of the compounds evaluated with human biology, besides being easy to maintain and resistant to small environmental variations. This work presents a contribution in the knowledge about the activity of the dehydrogenases in relation to the toxicity of metals, semimetal and studied solvents.

Processos estão sendo desenvolvidos a fim de recuperar áreas contaminadas por metais pesados. Assim, estudos que caracterizam fungos que degradam estes poluentes, se fazem necessários. Assim sendo, o objetivo desse trabalho foi caracterizar fungos em ambientes aquáticos contaminados por metais pesados e inserir genes a fim de melhorar absorção de metais pesados. 340 isolados fúngicos resistentes a quatro diferentes metais pesados (Pb, Cd, Cr e Hg) foram selecionados e identificados através de exame direto, microcultivo e seqüenciamento de ITS. Os isolados foram testados quanto a velocidade de crescimento radial em meios suplementados com metais pesados. Trichoderma sp. apresentou VCR de 0,9cm/dia (Pb), VCR de 0,7cm/dia (Cd), VCR de 0,8cm/dia e VCR de 0,9cm/dia(Hg). Curvularia afinis apresentou uma VCR de 0,3cm/dia; Uma cepa do gênero Penicillium apresentou alta VCR na maior concentração testada 0,26cm/dia na concentração de 0,5g/L de Cádmio; Aspergillus apresentou VCR de 0,42cm/dia e Microsphaeropsis arundinis apresentou VCR de 0,24 cm/dia. Trichoderma harzianum apresentou melhor capacidade de retenção de metal e foi observada em MET. Saccharomyces cerevisiae foi transformada com o gene sintético EC20 para aumento a retenção destes metais. / Processes are being developed in order to recover areas contaminated by heavy metals. Thus, studies featuring fungi that degrade these pollutants are needed. Therefore, the aim of this study was to characterize fungi in aquatic environments contaminated by heavy metals and insert genes in order to improve absorption of heavy metals. 340 fungal isolates resistant to four different heavy metals (Pb, Cd, Cr and Hg) were selected and identified through direct examination, microculture and ITS sequencing. The isolates were tested for the radial growth rate in media supplemented with heavy metals. Trichoderma sp. presented VCR 0,9cm / day (Pb), VCR 0.7cm / day (Cd), VCR 0.8cm / day and VCR 0,9cm / day (Hg). Curvularia afinis presented a VCR 0.3 cm / day; A strain of Penicillium showed high VCR at the highest concentration tested 0,26cm / day at a concentration of 0.5 g / L of cadmium; Aspergillus presented VCR 0,42cm / day and showed VCR arundinis Microsphaeropsis 0.24 cm / day. Trichoderma harzianum showed better metal holding capacity and was observed in TEM. Saccharomyces cerevisiae was transformed with the synthetic gene EC20 for increasing the retention of these metals.

O trabalho apresenta procedimentos e resultados referentes à análise de solos, rejeitos ferrosos de origem mínero-metalúrgica, ligas ferrosas e minérios ferrosos por espectroscopia de fluorescência de raios X com dispersão de energia (EDXRF), com vistas especialmente à identificação e quantificação de metais pesados em ensaios realizados com equipamento portátil. Para solos e lamas, foram realizados estudos com e sem o recurso de adições de padrões internos. Em ambos os casos, foram ignorados os teores de elementos leves importantes como alumínio e silício. Sem a adição de padrões internos, não se obtiveram resultados absolutos, e os teores dos elementos claramente identificados eram expressos de modo relativo. Com a adição de padrões internos, foi possível expressar os teores daqueles elementos como valores absolutos. Para a análise de ligas ferrosas e minérios, utilizou-se o recurso da fluorescência secundária com alvo de ferro, para aumentar a excitação dos elementos mais leves que o ferro e diminuir a intensidade dos picos de escape da família Fe-K. Com este recurso, obteve-se uma elevada correlação entre as áreas dos picos destes elementos e seus teores nominais. Para determinação dos elementos mais pesados que o ferro, utilizou-se o feixe direto. Foi elaborada metodologia para conciliar os resultados obtidos com feixe direto e os obtidos com fluorescência secundária, obtendo-se uma boa aderência aos valores dos teores nominais. Complementarmente o trabalho apresenta uma forma alternativa de estimar erros quantitativos, baseando-se em simulações de espectros, e traz uma forma de visualizar o espectro sob o domínio da frequência para encontrar e remover ruído. / The work presents procedures and results concerning the analysis of soils, ferrous wastes of mineral-metallurgical origin, ferrous alloys and ferrous minerals by Energy-Dispersive X-ray Fluorescence spectroscopy (EDXRF), with a special focus on the identification and quantification of heavy metals in tests performed with portable equipment. For soils and sludges, studies were carried out with and without the use of additions of internal standards. In both cases, the contents of important light elements such as aluminum and silicon were ignored. Without the addition of internal standards, no absolute results were obtained, and the contents of the clearly identified elements were expressed in relative terms. With the addition of internal standards, it was possible to express the contents of these elements as absolute values. For the analysis of ferrous alloys and ores, the secondary fluorescence with iron target was used to increase the excitation of lighter elements than iron and to reduce the intensity of the escape peaks of the Fe-K family. With this feature, a high correlation was obtained between the areas of the peaks of these elements and their nominal contents. To determine the elements heavier than iron, the direct beam was used. A methodology was developed to reconcile the results obtained with direct beam and those obtained with secondary fluorescence, obtaining a good adhesion to the values of the nominal values. In addition, the work presents an alternative way of estimating quantitative errors, based on spectra simulations, and provides a way to visualize the spectrum under the frequency domain to find and remove noise.

[pt] A remoção de metais pesados presentes em soluções aquosas em concentrações reduzidas (entre 10-7 e 10-4 moles.dm-3) não encontra resultados satisfatórios nos métodos tradicionais que não conseguem a Remoção adequada para o enquadramento do efluente nos parâmetros de emissão. A técnica de remoção de metais pesados presentes em solução através da flotação iônica vêm sido estudada como uma possibilidade viável capaz de tratar grandes volumes de efluentes em áreas relativamente pequenas e que aceita combinações com outras técnicas, como a coagulação. O uso da eletroflotação agrega vantagens ao processo de flotação, principalmente quanto à uniformidade e ao tamanho diminuto das bolhas formadas eletroliticamente. Como complementação do processo de eletroflotação, a eletrocoagulação tem sido comumente estudada como uma técnica complementar ao processo de eletroflotação. Este trabalho teve como objetivo projetar e construir uma unidade experimental para ensaios de eletroflotação e eletrocoagulação, e estudar algumas variáveis mais importantes que influenciam o processo de eletroflotação e a influência do uso conjugado da eletroflotação com a eletrocoagulação na remoção de zinco e cádmio contido em soluções sintéticas contendo 20mg.l-1 do metal e o coletor aniônico dodecilsulfato de sódio (DSS). Foi estudada a influência de diversos parâmetros: pH, concentração de coletor, tensão, densidade de corrente e força iônica. A introdução de eletrodos para a produção in situ do agente coagulante também foi observada. Os resultados obtidos mostraram que o equipamento utilizado é capaz de produzir resultados satisfatórios para remoção de zinco e cádmio dentro da faixa de valores investigada. Na presença de DSS na razão de três para um e em pH da solução de entrada por volta de sete, foram obtidos os melhores resultados, quando foi registrado até 96 por cento de remoção. / [en] The removal of heavy metals from diluted aqueous solutions (in the range of 10-3 to 10-4 models.dm-3) do not produce good results using classical methods which cant t reach enough removal efficiency in agreement with environmental quality standards. The use of ionic flotation as an efficient method to remove heavy metals has been studied as a promising technique to treat large amount of effluents in a relatively small units which may be used combined with others techniques a coagulation. The use of electroflotation joins some advantages to the flotation process, mainly due the small bubble size formed on the electrodes surface. The electrocoagulation, applied with the electroflotation, has been studied as a complementary operation working with the electroflotation. The aim of this work was to project and build an electroflotation/electrocoagutation experimental unitm some of its important variables and the influence of its variables in the removal of zinc and cadmium from synthetic solutions wich contains 20 mg.l-4 of each metal concentration and sodium dodecil sulphate (SDS) as an anionic collector. The influence of some important parameters: pH, collectos concentrations, tension, current density and ionic strength were analyzed. An introduction of a pair of electrodes of aluminum and stainless steel to produce the coagulant agents was also investigated to bring the electrocoagulation of the particles. The results showed that the experimental unit can bring satisfactory results of removal of the metals withim the range studied. In the best results, 96 percent of removal of cadmium was obtained using SDS as a collector in stoichiometric proportion equal to three and inlet pH around seven.

O fertilizante fosfatado brasileiro é obtido pela reação por via úmida da rocha fosfática de origem ígnea com ácido sulfúrico concentrado, obtendo como produto final, o ácido fosfórico e como resíduo, o fosfogesso, que é estocado em pilhas, a céu aberto, junto às instalações produtoras. Parte do fosfogesso vem sendo utilizada na agricultura como condicionador de solos, devido a sua alta solubilidade, podendo melhorar a estrutura do solo, reduzir a erosão do solo, aumentar os níveis de enxofre e fósforo disponíveis e melhorar a composição dos fertilizantes. Mas a presença de radionuclídeos e metais no fosfogesso impõem restrições sobre o uso na agricultura. Para garantir uma utilização segura, é importante estimar a lixiviação dos radionuclídeos e metais presente no fosfogesso. O objetivo deste trabalho foi estudar a disponibilidade dos radionuclídeos relevantes do ponto de vista radiológico (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po) e dos metais (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg e Pb) presentes no fosfogesso de procedência brasileira, levando em consideração sua aplicação em solo agricultável. Para esta finalidade, foi desenvolvido um protocolo experimental em escala de laboratório, no qual colunas foram preenchidas com misturas de solos arenosos e argilosos típicos brasileiros condicionados com fosfogesso. A essas colunas foi adicionada água, a fim de se alcançar uma extração branda desses elementos. Foi implantado um procedimento analítico para a determinação sequencial dos radionuclídeos de interesse na solução obtida na lixiviação. As frações disponíveis foram obtidas utilizando-se a razão entre as concentrações dos radionuclídeos no lixiviado e as concentrações dos radionuclídeos nas amostras de solo, solo condicionado com fosfogesso e fosfogesso. Os valores de concentração dos radionuclídeos 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb e 210Po obtidos no fosfogesso das duas procedências variaram de 86 Bq kg-1 a 352 Bq kg-1. As concentrações de 226Ra e 228Ra obtidas no fosfogesso ficaram abaixo do limite máximo permitido pela resolução da Comissão Nacional de Energia Nuclear, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os resultados obtidos para os metais As, Cd, Cr, Ni, Pb, Se e Hg no fosfogesso foram inferiores ao limite máximo para condicionador de solo e para fertilizantes estabelecidos pelo Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, atendendo às condições necessárias para o seu uso na agricultura. Os radionuclídeos 226Ra, 210Pb, 210Po e 228Ra apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,2%; para o 238U e 232Th as frações disponíveis apresentaram valores inferiores a 0,05%. Os metais apresentaram frações disponíveis nos solos e solos condicionados com fosfogesso variando de 0,05% a 1,07%. Os resultados obtidos para a fração disponível de metais e radionuclídeos no solo condicionado com fosfogesso demostraram que mesmo utilizando concentrações de fosfogesso dez vezes acima da dose recomendada, a disponibilização foi desprezível. Pode-se concluir que a utilização do fosfogesso como condicionador de solos é viável, no que concerne a disponibilidade dos metais e radionuclídeos estudados. / The Brazilian phosphate fertilizer is obtained by wet reaction of the igneous phosphate rock with concentrated sulphuric acid, giving as final product, phosphoric acid, and dehydrated calcium sulphate (phosphogypsum) as by- product. The phosphogypsum is stored in stacks at open air. Part of this phosphogypsum has been used in agriculture as soil amendment, mainly due to the characteristics of CaSO4, which improves the root penetration in soil. It provides calcium in the soil depth, reduces the aluminium saturation, contributes to the deepening of the plant root system and favours the absorption of water and nutrients. However, the presence of radionuclides and metals put restrictions on the use of phosphogypsum in agriculture. To assure a safe application of phosphogypsum, it is important to estimate the lixiviation of radionuclides and metals present in phosphogypsum. The main objective of this thesis is to study the availability of natural radionuclides, important in terms of radiological protection (238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po), and metals (As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb), present in the Brazilian phosphogypsum used in agriculture. For this purpose, an experimental protocol was conducted in the laboratory, in which columns filled with Brazilian typical sandy and clay soils and phosphogypsum were percolated with water, to achieve a mild extraction of these elements. The availability of the radionuclides and metals was evaluated by measuring the total concentration in the soil amended with phosphogypsum and the concentration in the leachate, to establish the ratio between the available fraction and the total one. An experimental procedure was established for the sequential determination of the radionuclides in the leachate. The concentration of the radionuclides 238U, 232Th, 226Ra, 228Ra, 210Pb and 210Po in phosphogypsum from the two provenances varied from 86 Bq kg-1 to 352 Bq kg-1. The concentration of the radionuclides 226Ra and 228Ra showed compliance with the limits adopted by Comissão Nacional de Energia Nuclear, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The concentration of As, Cd, Cr, Ni, Se, Hg and Pb in phosphogypsum were below the limits adopted by Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, for the safe use of phosphogypsum in agriculture. The available fractions of the radionuclides 226Ra, 210Pb, 210Po and 228Ra in soils and soil amended with phosphogypsum varied from 0.05% to 1.2%. For 238U and 232Th, the available fractions were lower than 0.05%. The metals showed available fractions in soils and soil amended with phosphogypsum from 0.05% to 1.07%. The results obtained for the concentration of the radionuclides and metals in the available fractions were low; giving evidence that, even when these elements are present in the phosphogypsum, they do not contribute to an enhancement of their content in water. It can be concluded that the utilization of Brazilian phosphogypsum as soil amendment is viable, concerning the availability of the metals and radionuclides studied.

Thesis (MTech (Environmental Health))--Cape Peninsula University of Technology, 2017. / Surface water is used as a source of water supply in many countries, including South Africa. One of the sources of surface water pollution is leachate and surface runoff from landfills. In agricultural soils, the landfill runoff and leachate deteriorate the quality and affect the fertility of soil. The entry of metals and microorganisms from landfill leachate to adjacent environments is through surface runoff due to rainfall. Adverse effects on human- and environmental health triggers a need to monitor and control contaminants in the environment. The aims of the study are to determine the effect of landfill runoff and leachate on agricultural soil and river water (Veldwachters River) running adjacent to the Devon Valley landfill site and to identify potential metal-tolerant organisms in environmental samples collected in Stellenbosch, Western Cape, South Africa. Samples (agricultural soil, river water and sediments) were collected once a month for a period of six months from the study area for analysis. Physicochemical parameters that are known to have major effects on environmental samples were assessed and the concentrations of various metals (Al, Pb, Cr, Mn, Mo, Co, Ni, Cu, Zn, Fe, Cd and V) were also determined by means of inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). Soil texture analysis was tested in order to monitor the metal distribution in soils under the influence of environmental factors.

Devido à grande expansão das cidades e seu acelerado crescimento e industrialização, a contaminação d\'águas vem aumentando rapidamente, resultado de despejos não controlados em rios e solos, oferecendo um grande risco à saúde. Sendo assim, neste trabalho foi realizada a medição da atividade das desidrogenases (envolvidas na respiração e/ou fermentação), por meio da conversão do 2,3,5-trifenil cloreto de tetrazólio (TTC) em 1,3,5-trifenil formazan (TPF), como parâmetro em teste de toxicidade. Para isto, foram utilizadas leveduras da espécie Saccharomyces cerevisiae, liofilizadas de panificação, como bioindicadoras da presença de elementos possivelmente tóxicos na água, através da medida da atividade metabólica pela conversão do TTC em TPF, sendo denominado de YTOX. No estudo da atividade das desidrogenases, os diferentes fermentos liofilizados de panificação não apresentaram distinção entre si, como também, não demonstraram diferença em relação a atividade das desidrogenases na presença de cádmio, sendo constatada a capacidade de recuperação metabólica da levedura após a exposição ao metal. Além disso, foi utilizada levedura PE-2 fresca para comprovar que o comportamento enzimático é similar, tanto em leveduras frescas como em liofilizadas. Acrescentando que o tempo de recuperação metabólica das leveduras é proporcional às concentrações de metais no meio. Os íons livres dos metais Al, Pb, Zn, Cr, Ba e o semimetal As, causam inibição da atividade das desidrogenases em suas respectivas concentrações, sendo este o primeiro relato da utilização de Ba em estudos com leveduras. No estudo de complexação, fica comprovado que metais complexados causam baixíssima ou nenhuma toxicidade à atividade das desidrogenases da levedura. Também foram testados solventes, como álcool butílico, ácido acético, isopropanol, acetona, cloreto de metila, clorofórmio, acetato de etila, hexano, álcool metílico, benzeno e peróxido de hidrogênio, apresentaram toxicidade por meio da inibição da atividade das desidrogenases em suas concentrações correspondentes. O teste comparativo foi a germinação de sementes de pepino (Cucumis sativus) em soluções de metais com as mesmas concentrações que o YTOX, o que possibilitando comprovar que leveduras são excelentes bioindicadoras de contaminação, por apresentarem um alto grau de homologia com eucariotos superiores, permitindo assim, avaliar aspectos relevantes em relação aos efeitos tóxicos dos compostos avaliados com a biologia humana, além de ser de fácil manutenção e resistente às pequenas variações ambientais. Este trabalho apresenta contribuição no conhecimento sobre atividade das desidrogenases em relação à toxicidade de metais, semimetal e solventes estudados. / Due to the great expansion of cities and their accelerated growth and industrialization, water contamination has been increasing rapidly, resulting from uncontrolled dumping in rivers and soils, posing a great risk to health. Thus, in this work the measurement of the activity of dehydrogenases (involved in respiration and / or fermentation) was carried out, by means of the conversion of 2,3,5-triphenyl chloride tetrazolium (TTC) to 1,3,5-triphenyl formazan (TPF) as a parameter in the toxicity test. Saccharomyces cerevisiae, freeze-dried baking yeast were used as bioindicators of the presence of possibly toxic elements in the water, through the measurement of metabolic activity by the conversion of TTC into TPF, being called YTOX. In the study of the activity of the dehydrogenases, the different lyophilized baking fermentations did not distinguish between themselves, nor did they show any difference in relation to the activity of the dehydrogenase in the presence of cadmium, being verified the metabolic recovery capacity of the yeast after exposure to the metal . In addition, fresh PE-2 yeast was used to demonstrate that the enzymatic behavior is similar in both fresh and freeze-dried yeast. Adding that the metabolic recovery time of the yeasts is proportional to the concentrations of metals in the medium. The free ions of metals Al, Pb, Zn, Cr, Ba and the semimetal As, cause inhibition of the activity of the dehydrogenases in their respective concentrations, being this the first report of the use of Ba in studies with yeasts. In the complexation study, it is proven that complexed metals cause very low or no toxicity to the activity of yeast dehydrogenase. Solvents such as butyl alcohol, acetic acid, isopropanol, acetone, methyl chloride, chloroform, ethyl acetate, hexane, methyl alcohol, benzene and hydrogen peroxide were also tested for toxicity by inhibiting the activity of the dehydrogenases in their concentrations correspondents. The comparative test was the germination of cucumber seeds (Cucumis sativus) in solutions of metals with the same concentrations as YTOX, which allows to prove that yeasts are excellent contamination bioindicators, because they have a high degree of homology with superior eukaryotes, allowing thus, to evaluate relevant aspects regarding the toxic effects of the compounds evaluated with human biology, besides being easy to maintain and resistant to small environmental variations. This work presents a contribution in the knowledge about the activity of the dehydrogenases in relation to the toxicity of metals, semimetal and studied solvents.

Os objetivos deste estudo foram avaliar a concentração de Cd, Pb, Cr e Ni nos tecidos da cana-de-açúcar, constatar a presença de bactérias fixadoras de nitrogênio (BFN) na variedade IAC87-3396 cultivada em ambiente com altas concentrações de metais e avaliar a tolerância das bactérias metais pesados \"in situ\" e \"in vitro\". A cana-de-açúcar IAC87-3396 foi cultivada em área com altos teores de metais. Antes do plantio foram aplicados 5 mitigadores de metais pesados. Para detecção e quantificação de níquel, chumbo, cromo e cádmio foram realizadas análises em ICP-MS em amostras de tecidos da cana-de-açúcar (folha +1, raízes e tolete pré-germinado) obtidos na colheita da cana-planta e cana-soca. A quantificação das bactérias foram realizadas em amostras da parte aérea e das raízes, da cana-planta (colheita) e da cana-soca (6 meses e colheita), utilizando a metodologia do tolete pré-germinado. O ensaio \"in vitro\" consistiu em acrescentar ao meio de cultura 4 concentrações de Pb, Cd, Ni e Cr inseridos isoladamente e em combinações e proceder a inoculação em placa de petri de 4 bactérias (Herbaspirillum seropedicae, Gluconacetobacter diazotrophicus, Azospirillum amazonense e Burkholderia tropica). O comportamento nas diferentes concentrações foi avaliado atribuindo-se valores aos diferentes padrões de crescimento. Para os metais, a maior concentração foi encontrada nas raízes e a menor foi encontrado na folha +1. No campo os valores da folha +1 aumentaram da cana planta para a cana soca e os valores das raízes diminuíram. Comparando campo e tolete pré-germinado, na cana planta a concentração nas raízes foi menor do que o encontrado no campo e na parte aérea o tolete teve uma concentração maior para o Ni e Cd. Na cana soca o campo possui as maiores concentrações tanto para parte aérea como para raízes. Na quantificação das bactérias, a comparação entre os períodos mostrou que a quantificação no geral é maior na cana planta. Na cana planta a quantificação foi maior na parte aérea, no 6 meses da cana soca o predomínio é na raiz e na colheita da cana soca existe uma distribuição mais uniforme das bactérias no interior da planta. No ensaio \"in vitro\" a concentração máxima de metais tolerada foi a máxima estudada para Pb (248 mg L-1), Cd (8 mg L-1) e Ni (40 mg L-1). O Cr e a associação entre 2, 3 e 4 metais proporcionaram o não crescimento das bactérias. Para a maior parte das bactérias houve associação significativa entre os padrões de crescimento e as concentrações de metais no meio de cultura. Na variedade IAC87-3396 foram encontrados os 4 gêneros de BFN, mesmo nas raízes onde os teores de Pb, Ni, Cr e Cd foram maiores. A tolerância das BFN aos metais \"in situ\" diferiu da \"in vitro\". O cromo e a associação entre os metais limitaram o crescimento \"in vitro\" de todas as bactérias. A metodologia do tolete pré-germinado não refletiu as condições de concentração de metais em materiais coletados no campo. A cana-deaçúcar tem potencial para ser uma cultura fitoextratora e acumuladora de Pb, Ni, Cr e Cd / The objectives of this study were to evaluate the concentration of Cd, Pb, Cr and Ni in the tissues of sugarcane, noting the presence of the BFN in IAC87-3396 variety grown in contaminated environment and evaluate the BFN tolerance to heavy metals \"in situ\" and \"in vitro\". Sugarcane variety IAC87-3396 was grown in an soil contaminated by metals. Before planting, five mitigators of heavy metals were applied. Analysis were performed to detect nickel, lead, chromium and cadmium in tissues of sugarcane, including leaf +1, roots and pregerminated sett (shoot and root) at harvest of the plant cane and ratoon cane. To quantify the nitrogen-fixing bacteria, three tests were performed comprising the shoots and roots, one in the plant cane (at harvest) and two in ratoon cane (6 months and harvesting) using the methodology of pre-germinated sett. The test \"in vitro\" consisted of adding to the culture medium Pb, Cd, Ni, Cr, mixed metals and inoculated in a petri dish of 4 bacteria (Herbaspirillum seropedicae, Gluconacetobacter diazotrophicus, Azospirillum amazonense and Burkholderia tropica). The behavior in different concentrations was evaluated by assigning values to different growth patterns. For all metals, the highest concentration was found in the roots and the lowest values were found in leaf +1. This values in leaf +1 increased from plant cane to ratoon cane while in root it decreased. In relation to the pregerminated sett, metal concentration in root of plant cane was lower than that found in the field while the leaf had a higher concentration only for Ni and Cd. The field ratoon cane has the highest concentrations for both the aerial and root part. For the quantification of bacteria, the comparison between the measurement periods showed that in general it is greater in the plant cane. The location of bacteria inside the plant revealed that, in the plant cane, it was higher in the shoot. However, for the first six months of ratoon cane the predominance of bacterias was in the root. At harvest of the ratoon crop a more uniform distribution of bacteria was found inside the plant. In the \"in vitro\" essay the maximum concentration studied was the maximum tolerated for Pb (248 mg L-1), Cd (8 mg L-1) and Ni (40 mg L-1). The association between Cr and 2, 3 and 4 metals provided no growth of bacteria. For most of the bacteria a significant association was found between growth patterns and concentrations of metals in the culture medium. All the four kinds of NFB were found in IAC87-3396 even in roots where the levels of Pb, Ni, Cr and Cd were high. The tolerance of the NFB to these metals \"in situ\" is different from that \"in vitro\". The chromium and its association with other metals have limited growth \"in vitro\" of all bacteria. The methodology of pre-germinated sett did not reflect the conditions of metal concentration in material collected in the field. Sugarcane plant has the potential to be a culture of phytoextraction and accumulation of Pb, Ni, Cr and Cd

A contaminação por metais pesados em corpos hídricos tem sido extensivamente tratada com motivo de grande preocupação sobretudo nos aspectos ambientais e efeitos para a saúde humana. Metais pesados apresentam respostas deletérias ao homem, sendo causa de intoxicações agudas e crônicas, além do desenvolvimento de doenças, para o meio ambiente a bioacumulação e os efeitos adversos as espécies podem criar o desequilíbrio ambiental de ecossistemas. As fontes de metais pesados em corpos d’águas, muita das vezes advém de esgotos domésticos e industriais, tratados ou não, de forma que os sistemas convencionais de tratamento de esgotos não são aptos a removerem os metais pesados de seus sistemas, assim sendo necessário outras tecnologias para sua remoção. São tecnologias utilizadas para a extração de metais pesados de efluentes os sistemas de adsorção, troca-iônica, filtração por membranas, extração líquido-líquido, e outros. A adsorção por carvão ativado é uma técnica eficiente de remoção de contaminantes orgânico e inorgânicos. Tendo em vista que a casca de arroz é um resíduo abundante é com amplo potencial de aplicação em diversos processos esta tem sido aplicado na produção de carvões ativados. Dessa forma, este trabalho investigou a eficiência da remoção de cobre em meio aquoso utilizando carvões ativados da casca de arroz. O processo de ativação por impregnação ácido e básica produziu carvões ativados com diferentes características químicas e respostas na extração de cobre em meio aquoso. Os ensaios para avaliação das variáveis independentes utilizaram do planejamento experimental por modelo fatorial. O carvão da casca de arroz ativado por hidróxido de potássio (CA-KOH) é um bom adsorvente de íons de cobre em solução com eficiências de remoção superiores a 96%. Enquanto a melhor condição para aplicação do carvão ativado por ácido fosfórico de casca de arroz (CA-H3PO4) ocorreu em pH de 7,3 por 65 minutos de tempo de contato com a remoção de 92,9% de cobre em solução. Foram estimados a partir do planejamento experimental os modelos de regressão para predição de extração de cobre, bem como suas superfícies de resposta. O CA-KOH apresentou alto potencial para aplicação em sistemas de tratamento de efluentes, sendo que a aplicação deste para atingir valores ótimos de extração deverá ocorrer em pH entre os intervalos inferior a 4 e superior 7 com o emprego de uma dosagem de 15-20 g de carvão/L de efluente. / The contamination by heavy metals in water bodies has been extensively treated because of great concern mainly on environmental aspects and effects on human health. Heavy metals present deleterious responses to humans, causing acute and chronic intoxications, besides the development of diseases, to the environment bioaccumulation and adverse effects species can create the environmental imbalance of ecosystems. Sources of heavy metals in bodies of water often come from domestic and industrial sewage, treated or untreated, so that conventional sewage treatment systems are not able to remove heavy metals from their systems, so it is necessary other technologies for its removal. The adsorption, ion exchange, membrane filtration, liquid-liquid extraction, and other technologies are used for the extraction of heavy metals from effluents. Activated carbon for adsorption is an efficient technique for removal of organic and inorganic contaminants. Considering that the rice husk is an abundant residue, it has a wide potential of application in several processes, this has been applied in the production of activated carbons. Thus, this work investigated the efficiency of the removal of copper in aqueous media using activated carbons of rice husk. The activation process by acid and basic impregnation produced activated carbons with different chemical characteristics and responses in copper extraction in aqueous medium. The trials for evaluation of the independent variables used experimental planning by factorial model. Potassium hydroxide-activated rice husk charcoal (CA-KOH) is a good solution of copper ions adsorbent with removal efficiencies greater than 96%. While the best condition for the application of activated carbon by phosphoric acid rice husk (CA-H3PO4) occurred in pH of 7.3 for 65 minutes of contact time with the removal of 92.9% copper solution. The regression models for copper extraction prediction, as well as their response surfaces, were estimated from the experimental design. The CA-KOH presented high potential for application in effluent treatment systems, and it is recommended to apply this in pH between the intervals below 4 and higher 7 using a dosage of 15-20 g of coal / L of effluent.

O lodo de esgoto é um resíduo semissólido, pastoso e de natureza predominantemente orgânica gerado em estações de tratamento de esgotos. Esse resíduo pode exibir características indesejáveis, como instabilidade biológica, possibilidade de transmissão de patógenos e grandes volumes. O lodo é uma importante fonte de matéria orgânica, micro e macronutriente. Quando aplicado ao solo pode conferir maior capacidade de retenção de água, maior resistência à erosão, diminuição do uso de fertilizantes minerais e, possivelmente, propiciando maior resistência da planta aos fitopatógenos. No entanto, a presença de metais pesados e microrganismos patogênicos no biossólido podem comprometer o seu uso agrícola. A destinação deste lodo residual que é gerado nas estações de tratamento de esgotos é um grande problema ambiental para as empresas de saneamento, públicas ou privadas e existem possibilidades de tecnologias para o uso sustentável do lodo. / Sewage sludge is a semisolid, pasty and predominantly organic nature residual generated in sewage treatment plants. This waste may exhibit undesirable characteristics such as biological instability, possibility of pathogen transmission and large volumes. The sludge is an important source of organic matter, micro and macronutrients. Upon applying it to the soil it makes water holding capacity higher, resistance to erosion greater, decreased use of mineral fertilizers, and it may provide higher plant resistance to pathogens. However, the presence of heavy metals and pathogens in biosolids could compromise its agricultural use. The disposal of the residual sludge that is generated in sewage treatment plants is a major environmental problem for public or private water utilities, but it may also mean possibilities of technologies for sustainable use of sludge.