[pt] A aplicação dos mexilhões como bioindicadores de poluição por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) vem sendo amplamente empregada ao redor do mundo com ótimos resultados para o monitoramento desses poluentes, em que no caso do Brasil a espécie Perna perna é a mais comumente estudada para este fim. No entanto, devido à restrição desse organismo as áreas mais rasas faz-se necessário encontrar bioindicadores alternativos ao mexilhão. No presente estudo o organismo empregado para este fim é a esponja marinha Hymeniacidon heliophila. Amplamente distribuída pelo litoral brasileiro essa espécie apresenta condições satisfatórias para ser um bioindicador, tais como sensibilidade, fácil identificação e capacidade de fornecer material suficiente para análise. Devido à sua importância sócio-ecônomica e ambiental a Baía de Guanabara foi uma das áreas de estudo escolhidas para o presente trabalho e que a partir de estudos pretéritos sabe-se que apresenta contaminação por HPAs. A outra região de estudo é localizada nas Ilhas Costeiras – Cagarra, Comprida e Palmas – constituintes da unidade de conservação de proteção integral conhecida como Monumento Natural das Ilhas Cagarras, localizando-se no litoral da Zona Sul da cidade do Rio de Janeiro e que apesar de encontrar-se preservada da atracação de navios sofre a influência da pluma de esgoto liberada pelo Emissário Submarino de Ipanema. A determinação de 37 HPAs foi realizada através da cromatografia gasosa acoplada ao espectrômetro de massas nos quais estão incluídos os 16 HPAs prioritários de acordo com a USEPA além das 5 séries de alquilados homólogos. Os resultados encontrados nas esponjas coletadas durante os meses de agosto e setembro apresentaram um padrão preferencial de acumulação dos compostos mais pesados com valores entre 0,07 e 793,29 ng.g(-1) para a concentração total de HPA, enquanto que para os mexilhões as concentrações variaram de 0,07 a 1658,73 ng.g(-1). Comparativamente as esponjas apresentaram resultados satisfatórios no que tange à capacidade em bioacumular HPAs em relação aos mexilhões. / [en] The use of mussels as bioindicators of pollution by policyclic aromatic hydrocarbons has been widely applied around the world with great results for the monitoring of these pollutants, in Brazil the specie Perna perna is the mostly used for this porpuse. Nevertheless, due to the restriction of this organism in shallow areas is required to discover alternative bioindicators to the mussel. In the present study the organism utilized for this is the marine sponge Hymeniacidon heliophila. Widely distributed across the brazilian shore, this specie presents great conditions to be a bioindicator, like sensibility, easy identification and capacity to provide enough material for tha analysis. Due its socio-economic and environmental importance Guanabara Bay is one of the chosen areas for the present work as know to be contaminated by PAH. The other chosen region is located at Coastal Islands – Cagarra, Comprida e Palmas- constituent of the unit of conservation of integral proteccion known as Natural Monument of Cagarras Islands, located in the litoral of the South Zone of Rio de Janeiro city and spite of being preserved from the mooring of ships suffers the influence of the sewer plume released by the Submarine Emisary of Ipanema. The determination of 37 PAHs was held through gas chromatography coupled mass spectrometer wich is included the 16 priority PAHs according to the USEPA beyond the 5 akylated series. The results found in the coleted sponges durying the months of august and september presented a preferencial pattern of acumulation of the heavy compounds and the values ranged from 0,07 to 793,29 ng.g(-1), for the mussels the concentrations ranged from 0,07 to 1658,73 ng.g(-1). Comparatively the sponges presents satisfactory results related to the capacity of bioacumulation of HPAs of the mussels.

[pt] O estudo da interação de dibenzo[a,h]antraceno (DBahA) e de seu metabólito com modelos de membrana celular e surfactante pulmonar foi realizado através de dinâmica molecular. Os modelos de membrana celular e de surfactante pulmonar são geralmente misturas de dipalmitoil fosfatidilcolina (DPPC), dipalmitoil fosfatidilglicerol (DPPG), e colesterol. No caso do modelo de surfactante pulmonar pode ser incluido as proteínas surfactantes (SP-A, SP-B, SP-C e SP-D). Neste projeto, o dibenzo[a,h]antraceno (DBahA) foi simulado com o DPPC sozinho e com uma mistura 32/32/1 de DPPC/DPPG/Colesterol. DBahA é encontrado nos gases de exaustão de veículos automotores (especialmente os movidos a diesel), na fumaça do cigarro e da madeira, além de alimentos grelhados na brasa. Ele é capaz de ser metabolizado pelo citocromo P450 e seu metabólito interage com o DNA, sendo então mutagênico e altamente carcinogênico. Os principais resultados mostram que o DBahA se difunde para o interior dos modelos e forma aglomerados. Quando o DBahA está em concentração elevada na parte exterior dos modelos, este não consegue se difundir facilmente para o interior dos modelos na escala de tempo simulado e forma aglomerados na interface água/modelo. O metabólito age similarmente, no entanto prefere ficar mais próximo da cabeça polar dos modelos. / [en] The study of the interaction of dibenz[a,h]anthracene (DBahA) and its metabolite with cell membrane and pulmonary surfactant models was performed by molecular dynamics. The cell membrane and pulmonary surfactant models usually are mixtures of dipalmitoyl phosphatidylcholine (DPPC), dipalmitoyl phosphatidylglycerol (DPPG), and cholesterol. In the case of pulmonary surfactant, the models may include surfactant proteins (SP-A, SP-B, SP-C and SP-D). In this project, the DBahA was simulated with DPPC and with a 32/32/1 mixture of DPPC/DPPG/Cholesterol. DBahA is found in automotive vehicles (especially diesel vehicles), in cigarette and wood smoke, and grilled food. The DBahA molecule is metabolized by cytochrome P450 and its metabolite interacts with DNA, being mutagenic and highly carcinogenic. The results show that the DBahA diffuses into the interior of the models forming clusters. In the simulated time scale, when the DBahA is in high concentration in the outer part of the models, it may not spread easily to the inner side of the models because it forms clusters in the water/model interface. The metabolite acts similarly, but prefers to stay closer to the polar head of the models.

[pt] A avaliação do aporte continental de hidrocarbonetos para a zona costeira pelos corpos hídricos é de grande importância para melhor compreensão das características regionais quanto à ocupação do solo e do impacto que a urbanização exerce sobre um estuário. As distribuições de hidrocarbonetos alifáticos (n-C12 a n-C40) e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (46 HPAs) foram investigadas no material particulado em suspensão (MPS) e sedimentos ao longo de onze meses em seis dos principais rios e dois canais da bacia da Baía de Guanabara. O ΣHPAs variou de 27,59 a 11.514 ng L-1 no MPS e de 14,60 a 64.961 ng g-1 para as amostras de sedimento. Foram determinadas a taxa de exportação média dos rios dos rios e canais, indo de 0,03 t ano-1 observada para o rio Suruí a 1,87 t ano-1 observada para o rio Iguaçu; a contribuição de HPAs para o sedimento parte norte da baía na e as principais fontes de hidrocarbonetos. Avaliações de tipologia e estatísticas permitiram demonstrar a proporção da contribuição de fontes petrogênicas e pirolíticas nas diferentes regiões e quantificar estas contribuições. A taxa de exportação de HPAs dos cinco principais rios ao norte da baía equivale a 3 t ano-1, representando 30 porcento do aporte total anual de HPAs nesta área da Baía de Guanabara. O estudo geocronológico mostra a evolução histórica do aporte de HPAs apontando para a transição da predominância das fontes de combustão no passado para fontes petrogênicas nos anos recente e mostrou que dentre os NHPAs avaliados, apenas os compostos 2-nitrofluoranteno, 3-nitrofluoranteno e 7-nitrobenzo(a)antraceno foram observados na região noroeste enquanto 2-nitronaftaleno, 5-nitroacenafteno e 2-nitrofluoreno foram observados ao sul da baía, sugerindo a deposição preferencial de subprodutos de reações atmosféricas. Pela primeira vez foi estimada a massa de HPAs depositada ao longo do tempo no sedimento da Baía de Guanabara e realizado o estudo de NHPAs servindo como base para estudos futuros. / [en] The evaluation of the hydrocarbons continental input by end members is of great importance for a better understanding the regional characteristics in terms of land use and the impact that urbanization has on an estuary. Aliphatic (n-C12 to n-C40) and polycyclic aromatic hydrocarbons (46 PAH) were investigated in suspended particulate matter (SPM) and sediments for eleven months in six major rivers and two canals in the basin of Guanabara Bay. The ΣPAH ranged 27.59 to 11,514 ng L-1 for SPM and of 14.60 to 64,961 ng g-1 for the sediment samples. PAH flow rates of the most contaminated rivers and channels ranging of 0,03 t year-1 for Suruí river to 1,87 t year-1 to Iguaçu river; the contribution to the PAH sediment load of the receiving bay, and the main sources of hydrocarbons were determined. Typology and statistical evaluation demonstrated contribution of distinct sources in different regions and allowed quantification of these contributions. Total flow rate for the five major rivers to the bay north amounts to 3 tons year-1 and responds for 30 percent of the total PAH annual input into the northern area of the Guanabara Bay. Geochronological study shows the historical evolution of the PAH contribution pointing to the transition from the predominance of combustion sources in the past to petrogenic sources in recent years and showed that among the nitrated polycyclic aromatic hydrocarbons (NPAHs) evaluated only, 2-nitrofluoranthene, 3-nitrofluoranthene and 7-nitrobenzo(a)anthracene compounds were observed in the region NW while 2-nitronaphthalene, 5-nitroacenaphthene and 2-fluoranthene were observed south of the bay, suggesting preferential deposition of atmospheric reactions byproducts. For the first time PAH mass deposited in the bay sediments has been estimated and conducted the study about NPAHs shall serve as base for future studies.

[pt] As emissões de combustíveis fósseis derivados do petróleo têm um impacto significativo no meio ambiente, nas mudanças climáticas, na poluição do ar e outros. Por isso, existe um grande interesse por fontes alternativas de energia, principalmente aquelas que podem reduzir as emissões de poluentes atmosféricos. Este trabalho teve por objetivo avaliar os perfis das concentrações de poluentes regulamentados (material particulado e CO2) e não regulamentados (benzeno, tolueno, etilbenzeno, xilenos, HPA, hidrocarbonetos alifáticos, aldeídos e metais) originados da queima de diferentes combustíveis em um motor estacionário do ciclo diesel e verificar os possíveis efeitos toxicológicos utilizando células epiteliais brônquica. Os combustíveis utilizados foram: mistura binária diesel com 5 por cento de biodiesel (B5), biodiesel de soja (B100), biodiesel de soja aditivado (B100 adt) e etanol aditivado. Para obter uma maior confiabilidade dos resultados realizou-se a verificação do método para a determinação de monoaromáticos e aldeídos por meio de cromatografia gasosa com detector de ionização de chama (CG-DIC) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), respectivamente. O MP foi determinado por gravimetria, Os HPA associados ao MP foram determinados por cromatografia gasosa acoplada a espectrometria de massa (CG-EM), hidrocarbonetos alifáticos (HA) por CG-DIC e metais foram analisados por espectrometria de massa com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS). Os perfis das concentrações foram avaliados considerando: o tempo de queima de combustível (15, 30 e 60 min) e, o tempo de armazenamento (7, 14 e 21 dias) a 40 graus Celsius, para avaliar os processos oxidativos que podem ocorrer durante o armazenamento, especialmente no caso do biodiesel. A operação do motor quando ele ainda está frio, por exemplo, em 15 minutos, apresentou maior emissão de MP, benzeno e etilbenzeno para o biodiesel de soja (B100) em comparação com a mistura de diesel com 5 por cento de biodiesel (B5). O estudo dos perfis das concentrações dos compostos mono aromáticos, hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) mostraram resultados semelhantes aos descritos na literatura, em que o combustível B5 emiti mais poluentes do que o biodiesel. No entanto, comparando alguns poluentes individualmente, as emissões de benzeno e etilbenzeno foram maiores para B100 e B100 adt. O B5 apresentou o maior perfil de concentração para a soma HPA na fase gasosa do que na forma particulada em períodos de funcionamento do motor mais longos. O tempo de armazenamento reduziu as emissões de MP em 40 por cento para B100, 20 por cento para B100 adt e 3 por cento para B5. Em relação à concentração de compostos aromáticos, a redução foi de aproximadamente 60 por cento desses poluentes para B100 e B100 adt. A menor emissão de poluentes foi durante a queima do etanol aditivado. / [en] The emissions of fossil fuels derived from oil have a significant impact on the environment, climate change, air pollution, and others. Therefore, there is great interest in alternative energy sources, especially those that can reduce emissions of air pollutants. The aim of this study was the evaluation of concentration profiles of criteria pollutants, particulate matter (PM) and CO2 and unregulated pollutants (i.e., benzene, toluene, ethylbenzene, xylenes, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), aliphatic hydrocarbons, aldehyde and metals) originated from burning of different fuels: The evaluated fuels were the binary mixture of fossil diesel with 5 percent biodiesel (B5), biodiesel soybean (B100), additivated biodiesel soybean (B100 adt) and additivated ethanol using a stationary diesel engine cycle, operating at the speed of 1800 rpm and 0 percent load. For a larger reliability of results, the method validation for determination the monoaromatic and aldehydes by gas chromatography flame ionization detection (GC-FID) and high-performance liquid chromatography (HPLC), respectively. PM mass was determinate by gravimetry, PAH associated to the PM were determined by gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), aliphatic hydrocarbons were determined by GC-FID, and metals were determined by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS). The concentration profiles were evaluated considering: 1) burning time (15, 30, and 60 minutes) and; 2) storage time (7, 14, and 21 days) at 40 Celsius Degrees to evaluate the oxidative processes that occur during storage, especially for biodiesel. When it is still cold (i.e., 15 minutes), the operation of the engine showed negative effect on particulate matter (PM), benzene, and ethylbenzene emissions for B100 compared to B5. In this study, the concentration profiles of the monoaromatic, aliphatic hydrocarbons, and PAH showed similar results to those reported in the literature, where B5 fuel emits more pollutants than pure biodiesel. However, comparing some pollutants individually, the benzene and ethylbenzene emissions were higher for B100 and B100 adt. For long engine operation periods, B5 showed the highest concentration profile for the PAH sum in the gaseous in comparison to PAH sum in the particulate phase. The storage time reduced the PM emissions in 40 percent (B100), 20 percent (B100 adt), and 3 percent (B5). Regarding the concentration of aromatics, the reduction was circa 60 percent for B100 and B100 adt. The lowest emission of pollutants was observed for additived ethanol burning.

[pt] Os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) são compostos orgânicos de origem petrogênica e pirogênica, ubíquos, persistentes, bioacumuláveis em tecidos adiposos e comprovadamente carcinogênicos. O Monumento Natural do Arquipélago das Ilhas Cagarras (MONA) é uma unidade de conservação de proteção integral localizada a 4,5 km da cidade do Rio de Janeiro, cujas potenciais fontes de HPA para o local incluem o Emissário Ipanema, a Baía de Guanabara, o trânsito de grandes e pequenas embarcações, e a deposição atmosférica proveniente do alto trânsito de veículos e emissões industriais. Considerando que moluscos bivalves são biomonitores efetivos da exposição aos HPA, em fev/22 (C1) e jul/22 (C2) coletou-se cerca de 240 mexilhões da espécie Perna perna em três ilhas do MONA para avaliar o aporte de HPA oriundos de atividades antrópicas. Amostras compostas (3-5 animais) foram extraídas em triplicata utilizando extração acelerada por solvente (ASE) com purificação na célula, e purificação adicional por cromatografia em coluna. A fração de HPA foi determinada por cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas (GC-MS). As concentrações de (Somatório)39HPA variaram de 236 a 1378 ng g-1 , com os maiores valores encontrados em C1, níveis semelhantes aos de estudos anteriores com P. perna na região da Baía de Guanabara e algumas das ilhas do MONA (68-6271 ng g-1), sendo caracterizado, no entanto, aumento no aporte ao longo dos últimos 10 anos. O perfil geral dos contaminantes demonstra uma mistura de fontes pirolíticas e petrogênicas na região do MONA, sendo fontes prováveis a queima de combustíveis fósseis na região metropolitana e o aporte crônico de óleo, incluindo vazamentos irregulares, pelo trânsito constante de embarcações e fundeios próximos ao MONA. As concentrações de benzo[a]pireno, o (Somatório)4HPA – benz[a]antraceno, benzo[a]pireno, criseno e benzo[b]fluoranteno – e o Quociente de Equivalência Tóxica de Benz[a]pireno (TEQ BaPy) ficaram abaixo dos limiares de 5 ng g-1, 30 ng g-1 e 18 ng g-1, respectivamente, porém mais altos na amostragem realizada no verão, sugerindo um risco potencial para a qualidade de frutos do mar (moluscos) e da população humana. O cenário fornecido por um conjunto de dados limitado (apenas duas amostragens) reforça a necessidade de um programa de biomonitoramento no MONA Cagarras que inclua HPA e outras classes de contaminantes orgânicos, como as bifenilas policloradas (PCB) e pesticidas. / [en] Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are organic compounds of petrogenic and pyrogenic origin that are ubiquitous, persistent, bioaccumulative in adipose tissue, and proven to be carcinogenic. The Cagarras Islands Natural Monument (MONA) is a protected area located 4,5 km from the city of Rio de Janeiro, whose potential sources of PAH to the site include the Ipanema Outfall, Guanabara Bay, the transit of large and small vessels, and atmospheric deposition from high traffic of vehicles and industrial emissions. Considering that bivalve mollusks are effective biomonitoring organisms of exposure to PAH, in Feb/22 (C1) and Jul/22 (C2), approximately 240 mussels of the species Perna perna were collected from three MONA islands to assess the input of PAHs from anthropogenic activities. Composite samples (3-5 animals) were extracted in triplicate using accelerated solvent extraction (ASE) with purification in the cell, and additional purification by column chromatography. The PAH fraction was determined by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS). The concentrations of (summation)39PAH ranged from 236 to 1378 ng g-1, with the highest values found in C1, similar to previous studies with P. perna in the region of Guanabara Bay and some of the MONA islands (68-6271 ng g-1), but characterized by an increase in input over the last 10 years. The general profile of contaminants demonstrates a mixture of pyrolytic and petrogenic sources in the MONA region, with probable sources being fossil fuel combustion in the metropolitan region and chronic oil input, including irregular leaks, from the constant traffic of vessels and anchoring near the MONA. The concentrations of Benzo[a]pyrene, the (summation)4PAH – benzo[a]anthracene, chrysene, benz[b]fluoranthene, and benzo[a]pyrene – and the Toxic Equivalent Quotient of Benzo[a]pyrene (TEQ BaPy) were below the thresholds of 5 ng g-1, 30 ng g-1, and 18 ng g-1, respectively, but higher in the sampling performed in summer, suggesting a potential risk to the quality of seafood (mollusks) and the human population. The scenario provided by a limited data set (only two samplings) reinforces the need for a biomonitoring program in the Cagarras Islands Natural Monument that includes PAHs and other classes of organic contaminants, such as polychlorinated biphenyls (PCBs) and pesticides.