Orientador: Julio César Rocha / Resumo: Substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram obtidas por processo de adsorção em resinas macroporosas não-iônicas, XAD 7 e XAD 2, dispostas em série. Após eluição com solução de NaOH, o extrato alcalino de SHA foi acidificado a pH 1,0 para separação em ácidos húmico (AH) que precipita, e ácido fúlvico (AF) o qual permanece em solução. Para caracterização físicoquímica do material húmico (AH e AF), foram feitas análise elementar, determinação do teor de substâncias húmicas e acidez total. Os resultados obtidos por UV-VIS e FTIR indicaram que AH apresenta maior número de grupos aromáticos em relação a AF, que em geral possui mais cadeias alifáticas. A aplicação da técnica imunoquímica, enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA), para a determinação do herbicida atrazina em águas foi avaliada em amostra de água contendo alto teor de matéria orgânica (~35 mg L-1) e baixo valor de pH (3,8). O efeito matriz devido a presença de SHA pode ser notado pela perda de sensibilidade da técnica, ou seja, os valores de IC50 variaram de 60 ng L-1, na ausência de SHA, para 112 ng L-1 em concentrações acima de 10,0 mg L-1 de material húmico e para 137 ng L-1 em pH < 5,0. Além disto, pode-se inferir que a luz solar aumentou a velocidade de degradação da atrazina na presença de SHA formando produtos, com partes de suas estruturas, semelhantes ao produto original levando a resultados falso-positivos. A quantidade de material húmico presente na amostra de água foi a principal fonte de erro na análise de atrazina, levando à interações não-específicas entre as SHA e os reagentes enzimáticos. O procedimento ELISA, aplicado neste estudo, pode ser utilizado para determinação de atrazina desde que se faça diluição da amostra até cerca de 2,5 mg L-1 de húmicos e em pH alcalino (7,0 - 9,0). / Abstract: Aquatic humic substances (AHS) were isolated from water samples using Amberlite XAD 7 and XAD 2. After elution with NaOH solution, the XAD concentrated AHS was fractioned at pH 1.0 resulting in fulvic acid (FA - supernatant) and humic acid (HA - slurry). All humic materials were characterized with respect to elemental analysis, amount of AHS and total acidity. UV and FTIR spectra showed HA aromatic character greater than FA. Enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) was evaluated by analyzing atrazine in rich-humic matter water sample (~35 mg L-1) and acid water (pH 3.8). From all the conditions studied the low pH (pH < 5.0) and high humic substances concentrations (>10 mg L-1) showed the greatest influence. The IC50 values to control sample (no humic) decreased from 60 ng L-1 to 112 ng L-1 to humic solution at >10 mg L-1 and to 137 ng L-1 at pH < 5.0. The presence of AHS alters the photochemical behaviour of atrazine by accelerating its degradation forming metabolites which can be recognized by the antibodies. The assay performance showed a strong dependence on the pH values and amount of humic matter. However, analysis could be carried out directly in samples containing HA or FA that had been adjusted the pH in the range between 7.0 and 9.0, and humic concentration at 2.5 mg L-1. / Doutor

Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Banca: André Henrique Rosa / Banca: Edenir Rodrigues Pereira Filho / Resumo: Neste trabalho foi determinado o estoque de metais e avaliada a dinâmica destes em águas superficiais dos rios Preto, Turvo e Grande e seus afluentes (corpos aquáticos pertencentes à Bacia Hidrográfica do Turvo/Grande). Numa primeira etapa, os elementos alumínio, antimônio, arsênio, bário, cádmio, chumbo, cobre, cromo, níquel e zinco foram quantificados mensalmente em 13 locais de amostragens empregando Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização por Forno de Grafite. Nessas mesmas amostras foram monitorados em campo, com o auxílio de equipamentos multiparâmetros, os parâmetros temperatura, oxigênio dissolvido, condutividade, pH e sólidos totais dissolvidos, bem como no laboratório o carbono orgânico total (COT) empregando um Analisador de Carbono Orgânico Total. Os resultados foram interpretados com o auxílio de Análise de Componentes Principais (PCA). Numa segunda etapa, substâncias húmicas aquáticas (SHA) foram extraídas das águas do rio Preto empregando método recomendado pela Sociedade Internacional de Substâncias Húmicas. Em seguida, estudos da capacidade de complexação das SHA do Rio Preto com os metais alumínio, cromo (III), cromo (VI) e níquel foram realizados no laboratório e em campo empregando Espectrofluorimetria Molecular. A partir dos resultados obtidos pode se verificar que os corpos aquáticos Córrego Piedade e rio Preto próximo a ETE (COT variando de 2,9-225,8 mg L-1) encontraram-se impactados principalmente, devido ao lançamento de efluentes domésticos. Os dados de PCA discriminaram 4 grupos permitindo avaliar a influência da sazonalidade no aporte dos contaminantes monitorados. As constantes de estabilidade condicional dos complexos SHA-Cromo (VI), SHA-Cromo (III) e SHANíquel foram de 2,6 10-2, 2,0 10-2 e 1,1 10-5, respectivamente. Estes resultados, associados à caracterização das SHA permite concluir... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Quantify and metals environmental dynamics in waters from Preto, Turvo and Grande rivers and its main tributaries (water bodies belonging at Turvo/Grande Watershed) were evaluated in this work. As a first step, freshwater were sampling monthly at 13 sampling places during 12 months and the elements aluminum, antimony, arsenic, barium, cadmium, lead, copper, chromium, nickel and zinc were quantified using Graphite Furnace Atomic Absorption Spectrometry. In field, the characterization of these water samples were carried through measures of temperature, dissolved oxygen, conductivity, pH and total dissolved solids. Total organic carbon (TOC) was quantified using a Total Organic Carbon Analyzer. Principal Component Analysis (PCA) was employed to data treatment. In a second step, aquatic humic substances (AHS) were extracted from Preto River according International Humic Substances Society method. Complexation capacity studies of AHS with aluminum, chromium (III), chromium (VI) and nickel were performed in the laboratory and field using Fluorescence Molecular Spectroscopy. Results showed that Piedade and Preto rivers near ETE are the aquatic bodies more affected by domestic discharges presenting TOC ranged from 2.9 to 225.8 mg L-1. PCA discriminated four groups to evaluate seasonality influence on discriminated diffuse and point sources of monitored contaminants. Conditional stability constants of metal complexes with AHS were 2.6 10-2, 2.0 10-2 and 1.1 10-5 for chromium (VI), chromium (III) and nickel, respectively. Our results indicated that SHA-metal interactions are weak compared to other studies reported in the literature, whose may be associated to humification degree low. Atypical behavior was observed to complexation capacity study of the AHS-Aluminum. An increase of the fluorescence signal was noted with metal addition. Finally, solar radiation decrease the complexation... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Resumo: Neste trabalho, membranas poliméricas de acetato de celulose foram preparadas pelo procedimento de inversão de fase e juntamente com filtros de papel JP41 (Jprolab- Procedência Alemã), foram organomodificados com tetraetilortosilicato (TEOS) e 3-aminopropiltrietoxisilano (3-APTS), visando o desenvolvimento de um novo procedimento analítico para especiação "in-situ" de metais lábeis e inertes em sistemas aquáticos. Parâmetros que exercem influência na labilidade do íon metálico, como pH, tempo de complexação, concentração e características de matéria orgânica foram estudadas em laboratório usando testes de remoção de metais. Os tempos de equilíbrio de complexação na membrana polimérica indicaram uma cinética lenta para os íons metálicos Mn(II) e Ni(II), mais rápidas para Cu(II) e Cd(II) com uma baixa recuperação de cátions metálicos. Os resultados com os testes utilizando filtros de papel organomodificados apresentaram uma cinética mais baixa para íons Cu(II) em comparação com Ni(II), Mn(II) e Cd(II). A labilidade relativa observada para cátions metálicos complexados em substâncias húmicas aquáticas (SHA) usando filtros de papel organomodificados foi Cu>>Cd>Ni>Mn. Os valores de pH, características estruturais e concentração de SHA influenciam fortemente na labilidade dos metais estudados. Os resultados obtidos mostraram que a utilização de filtros de papel organomodificados pode ser uma alternativa interessante e promissora pra a caracterização "in-situ" de metais lábeis/inertes em sistemas aquáticos. / Abstract: In this work, cellulose acetate polymeric membranes have been prepared by the procedure of phase inversion and together with paper filters JP41 (Jprolab- German origin), have been organomodified with tetraethylortosilicate (TEOS) and aminopropyltriethoxysilane (3-APTS), aiming the development of a new analytical procedure for "in-situ" especiation of labile and inert metallic species in aquatic systems. Parameters that exert influence on the metal lability, as pH, complexation time, concentration and characteristics of organic matter were studied in laboratory using tests of metal recovery. The equilibrium times of complexation in the polymeric membrane indicated slow kinetic for metallic ions Mn(II) and Ni(II), faster for Cu(II) and Cd(II) and a low metal removal. The results with the tests using organomodified paper filters showed lowest kinetic for ions Cu(II) in comparison with Ni(II), Mn(II) and Cd(II). The relative lability observed for metallic cations complexed in aquatic humic substances (HAS) using the paper filters was Cu>>Cd>Ni>Mn. The pH values, structural characteristics and concentration of AHS exert strong influence on the lability of studied metals. The results obtained showed that the utilization of organomodified filter papers can be an interesting and promising alternative for "insitu" characterization of metal lability/inertness in aquatic systems. / Orientador: André Henrique Rosa / Coorientador: Ademir dos Santos / Banca: Raquel Fernandes Pupo Nogueira / Banca: Jorge César Masini / Mestre