Neste trabalho, é proposto o desenvolvimento de instrumentação e procedimentos analíticos automáticos para a determinação de fluoreto e arsênio em águas empregando o conceito de multicomutação em fluxo e detecção fotométrica. Na determinação de fluoreto, o controle dos dispositivos foi realizado empregando um computador, programado em QuickBasic 4.5. O fotômetro desenvolvido utilizava um fotodetector (OPT301), uma cela de fluxo com 60 mm de caminho óptico e um LED (\'lambda\' = 525 nm), usado como fonte de radiação. Os sinais gerados pelo fotômetro foram convertidos para digital empregando um multímetro digital, que os transferia para o computador através da interface serial RS-232. O procedimento para a determinação de fluoreto foi baseado no método de zircônio/ vermelho de alizarina S, onde o fluoreto retira o zircônio da estrutura metal ligante formando um complexo incolor. Após a seleção das variáveis de controle, o procedimento proposto apresentou resposta linear na faixa de 0,25 a 1,75 mg L-1 (LD = 0,06 mg L-1), desvio relativo menor que 3,5%, freqüência de amostragem de 45 h-1. No sistema para determinação de arsênio em águas, o controle do módulo de análise foi realizado utilizando um microcontrolador da série PIC 18F2553, o qual contém um conversor A/D interno de 12 bits de resolução e capacidade de operar com taxa de amostragem de até 100.000 s-1. O mesmo recebia os parâmetros de controle por um computador via USB 2.0, que utilizava a mesma interface para transferir os dados provenientes do fotômetro. O software para essa comunicação foi escrito em Delphi 7.0 e a linguagem C foi utilizada para a programação do microcontrolador. Como sistema de detecção foi o mesmo empregado na determinação de fluoreto, utilizando um LED (\'lambda\' = 625 nm) como fonte de radiação. O procedimento proposto para a determinação de arsênio foi baseado na reação do arsênio inorgânico com boro-hidreto, onde a arsina formada reagia com azul de metileno em meio micelar. A descoloração da solução de azul de metileno era proporcional à concentração de arsênio presente na amostra. A procedimento proposto apresentou resposta linear na faixa de 2,5 a 40 \'mü\'g L-1 (r = -0,995), limite de detecção de 0,3 \'mü\'g L-1, desvio relativo menor que 6,5 %, freqüência de amostragem de 25 h-1. / The development of instrumentation and automatic procedures for the determination of arsenic and fluoride in waters by using flow multicommutation and photometric detection were proposed. For fluoride determination, the system was controlled by a microcomputer equipped with MS-Dos environment and running a software written in Quick Basic 4.5. It was used a homemade photometric detector OPT301, a 60 mm pathway flow cell, and a light emitting diode (\'lambda\' = 525 nm) as light source. Data acquisition was performed by using a digital multimeter and a microcomputer with RS- 232 serial interface. The method was based on a complexation reaction between fluoride and alizarin red S, where the fluoride takes out the zircon from the metal-binding moieties resulting in color bleaching. After optimization of parameters, the procedure provided linear response in the 0.25 to 1.75 mg L-1 range, limit of detection of 0.06 mg L- 1, coefficient of variation lower than 3.5 %, and sample throughput of 45 determinations per hour. For arsenic determination, the control module was performed by using a PIC 18F2553 microcontroller equipped with a 12 bits resolving power A/D internal converter, working at 100,000 sampling per second rate. Data acquisition was performed by a microcomputer equipped with Windows environment and running a software written in Delphi 7.0. A LED (\'lambda\' = 625 nm), as radiation source, was used for As determinations by using the same detection system used for fluoride determination. The method for As determination was based on the color bleaching of methylene blue in micellar media by AsH3 produced from inorganic As and NaBH4. The color bleaching of methylene blue was proportional to As concentration in the sample. The proposed method provided linear response in the 2.5 to 40 \'mü\'g L-1 range, limit of detection of 0,3 \'mü\'g L-1, coefficient of variation lower than 6.5 %, and sample throughput of 25 determinations per hour.

A determinação direta de arsênio total em águas por espectrometria de absorção atômica com filamentos de tungstênio (150 W) modificados quimicamente com irídio ou ródio, representa uma alternativa para a atomização eletrotérmica de arsênio, que foi avaliada na presente dissertação. A utilização do revestimento com Ir como modificador químico proporcionou um aumento da massa característica de arsênio de 3,5 vezes. As medidas foram feitas com altura de observação selecionada para proporcionar a melhor razão sinal/ruído sem diminuir a sensibilidade do sinal analítico. Avaliaram-se dois programas de aquecimento: com temperatura de secagem constante (com diminuição gradativa da tensão aplicada) e com temperatura de secagem variável (com tensão aplicada de maneira constante). Não houve diferença na sensibilidade entre os dois programas estudados, indicando que a modificação química leva à formação de um precursor atômico com estabilidade térmica elevada. De fato, utilizando-se a modificação química permanente com 1000 müg Ir, e adotando-se programa de aquecimento com temperatura de secagem variável, a temperatura máxima de pirólise foi de aproximadamente 1700 °C ( temperatura de atomização de 2700 °C). Avaliou-se o comportamento eletrotérmico do As na presença dos concomitantes Na, K, Ca e Mg em 0,1% v/v HNO3. Interferências mais severas foram observadas na presença de cálcio acima de 10 \'mü\'g l-1, e acima de 100 \'mü\'g l-1 para os demais concomitantes. As interferências podem estar relacionadas com o elevado gradiente de temperatura entre a superfície do filamento e a fase gasosa do volume de observação, ou mesmo devido à formação de compostos refratários, particularmente para Ca e Mg, na fase condensada, ou seja, na superfície do atomizador. O emprego do método das médias móveis no tratamento dos sinais transientes gerados na atomização do arsênio também foi avaliada. Com o filamento posicionado na altura de observação 2 mm, foram utilizados os fatores 0, 3, 5, 7 e 9, observando-se melhora considerável nos limites de detecção instrumental e do método,utilizando-se média móvel com fator 7. Nestas condições, e depositando-se 20 \'mü\'l de amostra sobre o filamento, o limite de detecção foi de 3,2 \'mü\'g l-1 As e a massa característica de 37,0 pg As. A exatidão foi avaliada analisando-se diferentes amostras de águas provenientes da região do Quadrilátero Ferrífero do Estado de Minas Gerais, por espectrometria de fluorescência atômica com geração de hidretos e por espectrometria de absorção atômica com o filamento de tungstênio modificado com Ir. A comparação dos resultados mostrou que o método proposto pode ser utilizado para o controle de qualidade de águas desta região. Aproximadamente 150 queimas podem ser feitas com um único filamento de tungstênio / The direct determination of arsenic in waters by atomic absorption spectrometry with 150 W tungsten coils, treated with Ir or Rh, was evaluated as a possible alternative for the eletrothermal atomization of As. The use of iridium as a permanent chemical modifier did improve the characteristic mass of arsenic by 3.5 fold. Measurements were made by choosing an appropriate observation height in order to get the best signal to noise ratio. Two heating programs were tested, either by keeping the applied voltage constant or by using an inverted voltage ramp during the drying step. There were no significant differences in the sensitivities between both heating programs, indicating that the permanent modification lead to the formation of an atomic precursor of high thermal stability. Indeed, with the permanent chemical modification with 1000 \'mü\'g Ir, the maximum pyrolysis temperature was approximately 1700 °C (atomization temperature 2700 °C), allowing a heating program with temperature variation during the drying step. Method selectivity was carried out by evaluating the eletrothermal behavior of As in the presence of up to 1000 \'mü\'g l-1 Na, K, Ca and/or Mg in 0,1% v/v HNO3. The most serious interferences were observed with Ca in concentrations higher than 10 \'mü\'g l-1 and when the concentrations were higher than 100 \'mü\'g l-1 for Na, K or Mg, which can be attributed either to the gradient of temperature between the surface of the atomizer and the observation volume or to the formation of refractory compounds in the condensed phase, particularly with Ca and Mg. The absorbance transient signals treatment by the method of moving averages up to factor 9 was also evaluated, with a remarkable improvement in the instrumental and method detection limits. With the center of the observation volume 2 mm above the tungsten coil surface, and a moving average of factor 7, the limit of detection was 3,2 \'müg\' l-1 As and the characteristic mass 37,0 pg As. Accuracy was evaluate by analysing water samples collected in a contaminated area from the Quadrilátero Ferrífero, Minas Gerais State, by hydride generation atomic fluorescence spectrometry and by tungsten coil eletrothermal atomic absorption spectrometry. Results showed that the proposed method fits for the purpose of CONAMA 357 regulation for drinking water quality in the aforementioned contaminated area. Approximately 150 firings can be done with a single tungsten coil atomizer by using 20 \'mü\'l sample volume

As lagoas salino-alcalinas (salinas) da sub-região Nhecolândia do Pantanal, Mato Grosso do Sul, combinam valores de pH elevados com a presença de altas concentrações de sal, assemelhando-se aos lagos de soda da África Oriental. O entendimento atual dos mecanismos físicos, químicos e biológicos nestes ambientes extremos do Brasil é limitado. Embora os micro-organismos estejam envolvidos nos processos biogeoquímicos em ecossistemas aquáticos, investigações sobre os grupos bacterianos que contribuem para a diversidade e funções específicas nessas salinas inexistem. Assim, a presente dissertação centrou-se na avaliação da comunidade bacteriana de duas salinas (Salina Verde e Salina Preta), localizadas na sub-região da Nhecolândia. Especificamente, investigou-se a diversidade e a estrutura das comunidades bacterianas, os perfis metabólicos das lagoas e genes funcionais que codificam enzimas relacionadas a transformação do nitrogênio, mercúrio, selênio e arsênio. As amostras de água foram coletadas durante a estação seca (setembro de 2012) na Salina Verde (pH 9,5, E.C. 2575 mS cm-1), caracterizada pela presença constante de floração de cianobactérias e na Salina Preta (pH 8,9, E.C. 1500 mS cm-1), sem registro de ocorrência de floração. As amostragens foram realizadas em triplicatas em duas profundidades (superfície e fundo) e duas vezes no dia (10:00 h e 15:00 h) devido à ocorrência natural de saturação de oxigênio observada na Salina Verde. O DNA total de cada amostra ambiental foi extraído e a diversidade bacteriana e funcionalidade foram acessadas por pirosequenciamento do gene de 16S RNAr e sequenciamento metagenômico. A análise de PCR quantitativa do gene de 16S RNAr foi realizada de forma a quantificar a comunidade bacteriana. A abundância bacteriana foi maior na Salina Verde do que na Salina Preta (1010 e 109 cópias mL-1, respectivamente). As sequências parciais do gene de 16S RNAr obtidas no pirosequenciamento mostraram a dominância de táxons do gênero Anabaenopsis sp. na floração da Salina Verde, englobando até 92% do total de sequências. A comunidade bacteriana da Salina Preta apresentou os maiores índices de diversidade e riqueza, sendo dominantes os filos Proteobacteria, Bacteroidetes, Acidobacteria e Verrucomicrobia. Apenas a Salina Preta mostrou diferenças na comunidade bacteriana de acordo com as profundidades amostradas. Na superfície desta lagoa, os filos Actinobacteria e Verrucomicrobia predominaram, enquanto no fundo, prevaleceram os filos Proteobacteria e Chlamydiae. A temperatura foi detectada como o fator abiótico que influenciou a heterogeneidade espacial da Salina Preta. Por sua vez, a alcalinidade e o pH foram os fatores que impulsionaram as diferenças e variações das comunidades bacterianas em ambas as lagoas. Genes bacterianos envolvidos nos ciclos biogeoquímicos do nitrogênio, mercúrio e arsênio foram encontrados nas salinas Verde e Preta, sugerindo uma elevada redundância funcional nas transformações desses elementos. Não foram encontrados genes microbianos envolvidos no ciclo do selênio. Os dados gerados revelaram uma comunidade microbiana taxonômica e funcionalmente complexa que habita as salinas. Os resultados deste estudo fornecem uma avaliação aprofundada baseada em abordagens independentes de cultivo, sendo este um passo importante na compreensão da dinâmica funcional desses ambientes no Pantanal brasileiro. / The saline-alkaline lakes (salinas) of the Nhecolândia sub-region of the Pantanal, Mato Grosso do Sul state, combine high pH values with the presence of high salt concentrations, resembling the soda lakes of East Africa. The current understanding of physical, chemical and biological mechanisms in these extreme environments is limited. Although microorganisms are involved in biogeochemical processes in aquatic ecosystem, researches on the bacterial groups that contribute to diversity and specific functions in these salinas are scarce. This dissertation therefore focused on the evaluation of bacterial community of two salinas (Salina Verde and Salina Preta) located in the Nhecolândia subregion. Specifically, it was investigated the diversity and structure of bacterial communities, the metabolic profile of the lakes and functional genes that encode the nitrogen, mercury and arsenic-transforming enzymes. Water samples were collected during the dry season (September 2012) from Salina Verde (pH 9.5, E.C. 2575 mS cm-1), characterized by constant presence of cyanobacterial bloom, and from Salina Preta (pH 8.9, E.C. 1500 mS cm-1), with no report of bloom occurrence. Triplicate samplings were carried out in two depths (surface and bottom) and twice a day (10 AM and 3 PM) due to naturally occurrence of oxygen saturation, observed at Salina Verde. Total DNA of each environmental sample was extracted and bacterial diversity and functionality were accessed by 16S rRNA gene pyrosequencing and metagenomic sequencing. Analysis of quantitative PCR of the 16S rRNA gene was performed in order to quantify the bacterial community. Bacterial abundance was higher in the Salina Verde than in the Salina Preta (1010 and 109 copies mL-1, respectively). The partial sequences of the 16S rRNA gene obtained in the pyrosequencing revealed the genus Anabaenopsis sp. as the dominant taxa in the Salina Verde bloom, encompassing up to 92% of the total bacteria. Bacterial community of the Salina Preta showed the highest diversity and richness index, with dominant phyla Proteobacteria, Bacteroidetes, Acidobacteria and Verrucomicrobia. Only the Salina Preta showed differences in bacterial community in accordance with the depths sampled. On the surface of this lake, the phyla Actinobacteria and Verrucomicrobia predominated, while in the bottom, Proteobacteria and Chlamydiae prevailed. The temperature was detected as the abiotic factor influencing the spatial heterogeneity at Salina Preta. On the other hand, alkalinity and pH were the factors driving the differences and variation of bacterial community in both lakes. Bacterial genes involved in the biogeochemical cycles of nitrogen, mercury and arsenic were found in Salina Verde and Salina Preta, suggesting a high metabolic redundancy in the transformation these elements. No microbial genes involved in selenium cycle were found. The data showed a taxonomic and functional complex microbial community inhabiting salinas. The results of this study provide a detailed assessment based on culture-independent approaches, which is a stepping stone to understand the functional dynamics of these environments in the Brazilian Pantanal.

O arsênio é um importante contaminante estudado em toxicologia, pois pode estar presente em alimentos e no meio ambiente. Seus efeitos nocivos para humanos depende da forma química, onde os arsenicais trivalentes apresentam maior toxicidade e as formas inorgânicas são melhor absorvidas pelo organismo. Seus efeitos tóxicos podem envolver os sistemas respiratórios, gastrointestinal, cardiovascular, nervoso e hematopoiético. O arsênio pode ser encontrado em alguns gêneros alimentícios em concentrações menores que 1 mg/Kg. Em frutos do mar, tais como peixes pode conter teores que vão desde 1 a mais de 100 mg/Kg e em outros alimentos à base de peixe podem chegar à algumas miligramas por quilo, predominantemente na forma orgânica. A quantidade de arsênio ingerido pelo homem está diretamente influenciada pelo consumo de alimentos marinhos incluídos na dieta. Este trabalho tem por objetivo comparar duas técnicas: a colorimétrica, com o método do dietilditiocarbamato de prata e por absorção atômica com gerador de hidratos (HGAAS) e com isso avaliar a presença de arsênio em amostras de cação comercializadas na cidade de São Paulo. O método colorimétrico do dietilditiocarbamato de prata, baseia-se na transformação das diversas formas orgânica ou inorgânica de arsênio presentes nos alimentos, em pentóxido de arsênio e sua redução final à arsina, através do meio ácido e da presença de hidrogênio nascente liberado na reação do ácido com zinco metálico. No segundo método as amostras são mineralizadas e quantificadas no Absorção Atômica com gerador de hidretos(HGAAS).O método do dietilditiocarbamato de prata apresentou limite de detecção e quantificação de 0,05 e 0,1 µg/mL, respectivamente. A linearidade obtida com massas de 5 a 20 µg apresentou um coeficiente de determinação de 0,9970. Por este método foram analisadas 18 amostras de cação com níveis entre 0,17 à 3,79 mg/Kg. Com a técnica por HGAAS foi analisado MRC de ostra e foi obtido recuperação em torno de 94%. Foi encontrado limite de detecção de 0,93 µg/L e limite de quantificação de 1,49 µg/L. Foram analisadas 9 amostras por ambas as técnicas e 89% delas continham teores de arsênio total acima de 1 mg/Kg, que é o limite admitido pela legislação brasileira. / Arsenic is an important pollutant studied in toxicology, due to the fact that it can be present in food and in the environment. Its toxicity for humans depends on its chemical structure where trivalent arsenicals show higher toxicity and inorganic forms are better absorbed by the organism. Its toxicant effects can involve the respiratory, gastrointestinal, cardiovascular, nervous and blood systems. The arsenic can be found in some foods in smaller concentrations than 1 mg/Kg. Fish and crustaceous may contain 1 to 100 mg/Kg, in some cases, marine fishes may show amounts of As up to milligrams per killogram, predominantly in the organic form. The amount of arsenic ingested by man is directly influenced by the consumption of marine food included in the diet. This present work compare two techniques: the colorir11etric, with the method of the silver dietylditiocarbamate and the atomic absorption with hydride generator (HGAAS) aiming the evaluation of total arsenic present in samples of fish marketed in the city of São Paulo. The method using silver dietylditiocarbamate, is based on the transformation of all organic or inorganic forms of arsenic present in edible parts of fish, in arsenic pentoxide and its final reduction to arsine. In the second method the samples are mineralized and quantified by atomic absorption with hydride generator. The first method showed limit of detection and quantification of 0,05 and 0,1 µg/mL, respectively. Linearity obtained with masses of 5 to 20 µg showed a coefficient of determination of 0,9970. By this method 18 fish samples ware analyzed showing levels of 0,17 to 3,79 mg/Kg. By HGAAS method oyster certified reference material was analyzed and it was obtained a recovery of 94%, limit of detection of 0,93 µg/L and limit of quantification of 1,49 µg/L. Nine samples were analyzed by both techniques and 89% of them have As content higher than 1 mg/Kg, which is the limit admitted by the Brazilian legislation.

O arsênio (As) é um elemento não essencial ao homem, encontrado na natureza nas formas inorgânicas (As-i) e orgânicas (As-o). As espécies inorgânicas, arsenito e arsenato (As3+ e As5+), são as mais tóxicas, podendo interferir em reações bioquímicas, estado redox das células, formação de trifosfato de adenosina (ATP) e gerar danos oxidativos, ocasionando proliferação celular e câncer. O As-i pode sofrer metilação no organismo e no ambiente, gerando metabólitos que são menos reativos com componentes do tecido e mais facilmente excretados na urina, principalmente ácido monometilarsônico (MMA) e ácido dimetilarsínico (DMA). O As-i é encontrado no arroz (Oryza sativa L.), principalmente quando o cultivo ocorre pelo método irrigado, que leva a uma maior mobilização de elementos presentes no solo. Neste estudo, foram avaliadas 6 diferentes cultivares brasileiras de arroz quanto à predileção pela captação de As (EPAGRI 109, EPAGRI 108, SCS BRS Tiotaka, SCS 114 Andosan, Maranhão e Cáqui). Para cada cultivar foram plantados grupos controles (não expostos, n=4) e expostos (n=4). No grupo exposto, para cada kg de solo, foram adicionados 10 mg de As5+. Nos grupos controle não adicionou-se As5+, sendo submetidos às mesmas condições de solo, irrigação, temperatura e umidade. Após a completa maturação das plantas foram feitas determinações de As total (As-t) em raízes, solo, colmos e grãos por espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS) e a especiação química de As nos grãos foi feita por HPLC-ICP-MS. Uma elevada capacidade de captação do As foi observada na seguinte ordem crescente: grãos<colmos<solo<raízes, sendo as concentrações médias dos grupos controle de 0,06; 0,32; 3,29 e 0,65 mg kg-1 e nos grupos expostos com médias de 0,54; 5,96; 13,5 e 95,48 mg kg-1. EPAGRI 108 foi a cultivar que menos acumulou As-t nos grãos, tanto nos grupos controle (0,05±0,005 mg kg-1) quanto nos grupos expostos (0,36±0,08 mg kg-1) apresentando também menores fatores de transferência (FTsolo-grão, FTraíz-grão, FTcolmo-grão) e concentrações de As-o nos grupos controle (0,015 mg kg-1) e expostos (0,13 mg kg-1). Entre as cultivares de arroz branco, Andosan (exposto) foi a que acumulou maiores quantidades de As-t (0,515±0,15 mg kg-1) e de Aso (0,37 mg kg-1 ou 72% do As-t) nos grãos. Esta mesma cultivar, entre os grupos controle, foi uma das que apresentou maiores porcentagens de As-i (65%) em relação ao As-t. EPAGRI 109 (controle) foi a cultivar de arroz branco com maior As-t e As-i no grãos (0,07±0,008 e 0,04 mg kg-1 respectivamente) e maior FTsolo-grãos (0,216). Nas plantas expostas a 10 mg Kg-1 As5+ no solo foi observada uma correlação positiva entre As-t (solo) x As-t e As-o (grãos) evidenciando o aumento da captação de As e transporte de As-o para as partes aéreas. Os elementos essenciais Co e Mn diminuíram significativamente em alguns cultivares sob alta exposição apresentando correlação negativa As-t (raíz) x Co (grãos). Os elementos tóxicos Cd e Pb, sob alta exposição ao As foram em geral menos captados pela planta. / Arsenic (As) is a nonessential element to man, found in the environment in inorganic (As-i) and organic forms (As-o). Inorganic species, arsenite and arsenate (As3+ and As5+) are the most toxic, and may interfere in biochemical reactions, cellular redox status, formation of adenosine triphosphate (ATP) and generate oxidative damage leading to cell proliferation and cancer. As-i can be methylated in the body and in the environment generating metabolites which are less reactive with components of organisms and more easily excreted in the urine, mainly monomethylarsonous acid (MMA) and dimethylarsinous acid (DMA). As-i is found in rice (Oryza sativa L.), especially when the crop is flooded, which leads to greater mobilization of elements present in the soil. In this study, Brazilian rice varieties were evaluated and the predilection for As uptake in 6 different cultivars (EPAGRI 109, EPAGRI 108, BRS Tiotaka SCS, SCS 114 Andosan, Maranhão and Cáqui). For each cultivar it were planted controls (untreated, n = 4) and exposed (n = 4). In the group exposed, for each kg of soil was added 10 mg of As5+. Control groups were not added As5+, being submitted to the same conditions of soil, irrigation, temperature and humidity. After complete plant maturation were made determinations of the total Arsenic (As-t) in soil, roots, shoots and grains were performed by Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry (ICP-MS) and the chemical speciation of the grains was performed by HPLC-ICP-MS. A high As uptake ability was observed in the following order: grain<shoot<soil<roots, and the average concentrations of control groups were 0.06; 0.32; 3.29 and 0.65 mg kg-1 and the average exposed groups were 0.54; 5.96; 13.5 and 95.48 mg kg-1. EPAGRI 108 was the cultivar less accumulated As-t both control groups (0.05 ± 0.005 mg kg-1) as the exposed group (0.36 ± 0.08 mg kg-1) also presenting the lowest FTsoil-grain, FTroot-grain, FTshoot-grain, concentrations of As-o in the control (0.015 mg kg-1) and exposed group (0.13 mg kg-1). Among the white rice cultivars, Andosan (exposed) accumulated larger amounts of As-t (0.515 ± 0.15 mg kg-1) and As-o (0.37 mg kg-1 or 72% As-t) in grains. This same cultivar was the one who had higher percentages of As-i (65%) compared to As-t, between the control group. EPAGRI 109 (control) was the white rice cultivar with high As-t and As-i in grain (0.07±0,008 and 0,04 mg kg-1 respectively) between the control group and higher FTsoil-grain (0,216). In high As exposure, it was observed a positive correlation between As-t (soil) x As-t and As-o(grains) highlighting the increased As uptake and the transport of As-o to the aerial parts. The essential elements Co and Mn decreased significantly in some cultivars under high exposure and showed negative correlation between As-t (root) x Co (grain). Toxic elements, Cd and Pb under high As exposure were generally less uptake by plant

Submitted by Edileide Reis (leyde-landy@hotmail.com) on 2013-04-23T13:20:26Z No. of bitstreams: 1 Reinaldo Barbour.pdf: 2131091 bytes, checksum: fef4104ccf14d81c3839e70680e1f9cd (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-23T13:20:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Reinaldo Barbour.pdf: 2131091 bytes, checksum: fef4104ccf14d81c3839e70680e1f9cd (MD5) Previous issue date: 2007 / Foram avaliados os desempenhos de três métodos analíticos baseados em: (I) espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio/hidretos por injeção de fluxo (FI-HG-AAS); (II) espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado com geração de vapor frio/hidretos em modo contínuo (HG-ICP OES) e, (III) espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado com introdução da amostra por nebulização pneumática (PN-ICP OES) para determinação de As e Hg em amostras de ácido sulfúrico. Os resultados obtidos indicaram que os três métodos avaliados podem ser utilizados para a determinação de As e Hg em ácido sulfúrico, com maior vantagem para o método (I), levando em conta o LOQ e o custo da analise. Os outros dois métodos possuem as vantagens da determinação simultânea dos dois analitos, a eliminação da etapa de préredução do arsênio e redução de dez vezes no volume final da amostra em relação ao método (I).O método (III) é a único que não utiliza geração de vapor frio/hidretos e portanto não consome NaBH4. Os limites de detecção para As e Hg, calculados como 3 vezes os desvios padrão do branco para os três métodos foram: método (I) As 0,07 e Hg 0,09 µg L-1; método (II) As 0,30 e Hg 0,18 µg L-1 e método (III) As 5 e Hg 3 µg L-1. Os desvios padrão relativos, RSD, para os três métodos foram, respectivamente, As 1,8 (5,0 µg L-1); 1,5 (50 µg L-1); 4,0 (50 µg L-1) e Hg 3,1 (5,0 µg L-1); 4,3 (5,0 µg L-1); 4,3 (5,0 µg L-1). As concentrações do NaBH4 utilizadas nos métodos FI-HG-AAS e HG-ICP OES, foram respectivamente, 0,05 e 1,5 % m v-1. / Salvador

Bovine serum albumin (BSA) is the most abundant protein in plasma and it is responsible for the transport of most of the exogenous and endogenous compounds present in blood. Roxarsone (RX) and its metabolite acetarsone (AC) are organic compounds of arsenic(V) used in poultry as a food additive. In this sense, the interaction process of RX and AC compounds with BSA was evaluated under physiological conditions using spectroscopic techniques. It was possible to determine the formation of a supramolecular complex between RX and AC ligands using molecular fluorescence. The interaction degree was moderate, with a binding constant (Kb) of 4.27x105 L mol-1 and 0,27x105 L mol-1 for RX and AC, respectively. The quenching mechanism involved in the interaction process for both ligands was static and, preferably, by electrostatic interactions to the BSA-RX complex and hydrogen bonds and Van der Waals forces to BSA-AC. Both the formation of the complex and the quenching mechanism were confirmed by UV-vis spectroscopy. The 3D fluorescence analysis evidenced structural changes in the BSA polypeptide chain, being more pronounced in the presence of the RX ligand in comparison to AC. In addition, the BSA-RX interaction process modified the BSA surface, leading to reduction of hydrophobic regions more effectively compared to BSA-AC. About the binding site, both ligands are preferably in the site II of BSA. From the results obtained by 1H NMR, greater chemical shift was observed in the presence of the AC ligand, being the region close to amide group interacting with BSA, while the RX ligand possibly interacts more superficially in the protein. Thus, the RX and AC ligands do not favor the kinetics of protein fibrillation, giving indications that the possible deleterious effects in the evaluated in vitro system are not related to this process. Alkaline phosphatase inhibition kinetics demonstrated inhibition of enzymatic activity from 5 min and signal stabilization in 55 min of analysis for both RX and arsenate (positive control). Finally, the evaluation of in vitro alkaline phosphatase activity showed inhibition of enzymatic activity in 42% in the presence of the RX ligand and 5% in the AC ligand, giving indications of more detrimental effects for RX when compared to AC. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A albumina do soro bovino (BSA) é a proteína mais abundante do plasma e responsável pelo transporte da maioria dos compostos exógenos e endógenos presentes no sangue. Roxarsone (RX) e seu metabólito acetarsone (AC) são compostos orgânicos de arsênio(V) empregados na avicultura como aditivo alimentar. Neste sentido, o processo de interação dos compostos RX e AC com a BSA foi avaliado sob condições fisiológicas utilizando técnicas espectroscópicas. Empregando fluorescência molecular foi possível determinar a formação do complexo supramolecular para os ligantes RX e AC. O grau de interação foi moderado, com constante de ligação (Kb) de 4,27x105 L mol-1 e 0,27x105 L mol-1 para RX e AC, respectivamente. O tipo de quenching envolvido no processo de interação para ambos os ligantes foi estático e, preferencialmente, por interações de natureza eletrostática para o complexo BSA-RX e ligações de hidrogênio e forças de Van der Waals para BSA-AC.Tanto a formação do complexo quanto o tipo de quenching foram confirmados por espectroscopia de UV-vis. A análise por fluorescência 3D evidenciou mudanças estruturais na cadeia polipeptídica da BSA, sendo mais pronunciadas na presença do ligante RX em comparação ao AC. Ademais, o processo de interação BSA-RX modificou a superfície da BSA, levando à redução de regiões hidrofóbicas de forma mais efetiva em comparação à BSA-AC. Com relação ao sítio de ligação, ambos os ligantes encontram-se preferencialmente no sítio II da BSA. A partir dos resultados obtidos por RMN 1H observou-se maior deslocamento químico na presença do ligante AC, estando a porção próxima ao grupamento amida interagindo com a BSA. Enquanto que o ligante RX possivelmente interage mais superficialmente na proteína. Além disso, os ligantes RX e AC não favorecem a cinética de fibrilação protéica, dando indícios que os possíveis efeitos deletérios no sistema in vitro avaliado não estão relacionados a este processo. A cinética de inibição da fostatase alcalina demonstrou inibição da atividade enzimática a partir de 5 min e estabilização do sinal em 55 min de análise tanto para o RX quanto para o arseniato (controle positivo). Por fim, a avaliação da inibição da atividade da fosfatase alcalina in vitro evidenciou inibição da atividade enzimática em 42% na presença do ligante RX e 5% para o ligante AC, dando indícios de efeitos mais prejudiciais para o RX quando comparado ao AC.

Made available in DSpace on 2015-04-09T12:28:27Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2002-12-05Bitstream added on 2015-04-09T12:47:31Z : No. of bitstreams: 1 000185379.pdf: 993355 bytes, checksum: 10c9ef2e5920d4d73ea7a3e5ec954ae8 (MD5) / Com o objetivo de verificar os níveis de concentração de alguns metais pesados em peixes do Rio Sorocaba e avaliar se estão contaminados e se constituindo em risco para a saúde de quem os pesca e consome, foram estudados 63 exemplares de peixes capturados em quatro pontos ao longo desse recurso hídrico e pesqueiro, quanto à presença de cádmio, chumbo, cromo, níquel e mercúrio, com ênfase neste último, por ser reconhecidamente o mais tóxico e com maiores possibilidades de contaminar peixes. Constatou-se, analisando amostras de músculo por espectrometria de absorção atômica - vapor frio, que os peixes do rio Sorocaba não apresentam concentrações proibitivas de nenhum dos cinco metais pesados estudados, estando seguros para o consumo humano. Para subsidiar o objetivo principal deste trabalho, foi feito estudo crítico dos dados levantados pela CETESB nos Relatórios da Qualidade das Águas Interiores do Estado de São Paulo nos anos de 1997 a 2000 quanto ao cádmio, chumbo, cromo, níquel e mercúrio. O estudo aponta que nas 20 Unidades de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Estado de São Paulo monitoradas pela CETESB ocorreram casos de desconformidades, frente aos padrões legais para a classe dos rios, para um ou mais dos cinco metais pesados avaliados, sendo recomendável uma melhoria das ações de controle para esses metais em todas as regiões. / To verify the levels of concentration of some heavy metals in fishes from Sorocaba river (São Paulo, Brazil) and evaluate if this contamination offers health risks to the fishermen, 63 samples of fishes collected from four points along the river were studied for cadmium, lead, chromium, nickel and mercury, with emphasis in this last, since it is the most toxic and most probable as a fish contaminant. Analyzing muscle samples by cold vapor atomic absorption spectrometry it was shown that the fishes are not contaminated. None of the five metals studied were present in prohibitive level and the fishes could be judged secure for human consume. It was also analyzed data from four years of cadmium, lead, chromium, nickel and mercury monitoring made by CETESB, from 1997 to 2000, in water from the main rivers of the State of São Paulo. The study pointed out that the majority of the monitored rivers still present contamination by those metals in a level that requires an improvement of the pollution control actions.

The presence of arsenic as a contaminant in water and biological fluids has been studied in recent years due to the high toxicity of this element. In this work a method for the selective determination of arsenic species was developed, which is based on the determination of As(III) directly in the samples and on the determination of total arsenic after a photochemical pretreatment step. For the determination of As(III), different voltammetric methods have been used: the Adsorptive Cathodic Stripping Voltammetry (AdCSV), the Cathodic Stripping Voltammetry (CSV) and Anodic Stripping Voltammetry (ASV). Amongst the studied methods, the ASV, using a gold electrode, showed to be highly sensitive and reproducible, with a detection limit of 0,2 μg L−1 and quantification limit of 0,5 μg L−1 calculated for arsenic. For the speciation between As(III) and As(V), a new procedure based on the photochemical pretreatment for the reduction of As(V) to As(III) in the presence of reducing sugars such as glucose was developed. Regarding the proposed mechanism for the photochemical pretreatment, it is suggested that reduction of As(V) to As(III) does not occur by direct action of glucose and even by the direct action of UV radiation. An indirect reduction process, which is induced by the glucose decomposition under UV irradiation, has been proposed. The experimental parameters irradiation time and glucose concentration were systematically investigated. The reduction of As(V) to As(III) was achieved with about 100% efficiency in the presence of glucose 60 mg L−1, which was added to the solution containing As(V) and then it was irradiated for 90 minutes at a temperature of 85 °C. For the solutions with a high content of organic matter, a previous step prior to the reduction step was necessary for the sample decomposition and the elimination of the matrix interference. Recovery experiments for As(III) and As(V) were carried out in spiked samples. The recovery results for total arsenic total were above 80%, confirming the applicability of the procedure involving the photochemical pretreatment for the arsenic speciation in samples of waters and biological fluids. / A presença de arsênio como contaminante em águas e fluidos biológicos tem sido estudada nos últimos anos devido à alta toxicidade deste elemento. Neste trabalho desenvolveu-se um método para a determinação seletiva das espécies de arsênio, baseado na determinação de As(III) direto nas amostras e de arsênio total após uma etapa de pré-tratamento fotoquímico. Para a determinação de As(III) na faixa de 1 a 100 μg L−1 utilizou-se três métodos voltamétricos diferentes, a voltametria adsortiva de redissolução catódica (AdCSV), a voltametria de redissolução catódica (CSV) e a voltametria de redissolução anódica (ASV), sendo que com a ASV, usando um eletrodo de ouro, observou-se uma maior reprodutibilidade e sensibilidade das medidas, com limite de detecção de 0,2 μg L−1 e limite de quantificação de 0,5 μg L−1. Para a especiação entre As(III) e As(V) utilizou-se um novo procedimento baseado no pré-tratamento fotoquímico para a redução de As(V) a As(III) empregando uma etapa de redução na presença de glicose como açúcar redutor. Com relação ao mecanismo proposto para o pré-tratamento fotoquímico pode-se afirmar que a redução As(V) a As(III) não ocorre por ação direta da glicose e nem mesmo pela ação direta da radiação UV, mas sim por processos indiretos induzidos pela decomposição da glicose sob ação da radiação UV. Os parâmetros experimentais como tempo de irradiação e concentração de glicose foram sistematicamente investigados, sendo que a redução do As(V) para As(III) ocorre com aproximadamente 100% de eficiência na presença de glicose 60 mg L−1 adicionada à solução contendo As(V) e irradiada por 90 minutos a uma temperatura de 85 °C. Para soluções com um alto teor de matéria orgânica é preciso uma etapa prévia à etapa de redução, para que haja a decomposição da amostra eliminando a interferência matricial presente. Ensaios de recuperação para As(III) e As(V) adicionados às amostras em diferentes concentrações foram realizados com recuperações para arsênio total acima de 80%, comprovando a aplicabilidade do procedimento envolvendo o pré-tratamento fotoquímico para especiação de arsênio em amostras de águas e fluidos biológicos.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4627.pdf: 3330448 bytes, checksum: 38dc62308a3aad60b85c68f9cb0be488 (MD5) Previous issue date: 2011-12-14 / Universidade Federal de Minas Gerais / At the Guamium River microbasin, a branch of the Piracicaba Basin, SP, superficial water, bottom and suspended sediments were selected as natural compartments to assess for the ecosystem degradation due to the intensive land usage. Sampling campaign were carried out during one year in a seasonal approach. Discharge and precipitation data were obtained monthly. At the field, pH, temperature, dissolved oxygen (DO), electrical conductivity (EC) and total dissolved solids (TDS) were measured and in water samples collected at ten sampling points, Ca+2, Mg+2, K+, NH4 +, Na+, SO4 -2, PO4 -3, NO3 -, Br-, NO2 -, Cl- and HCO3 - were determinate at the laboratory by ion chromatography and Gran titration. The dissolved discharge for Ca, Mg, K and Na were calculated. The suspended particulate matter, which were only measured at the low third part of the basin, were analysed for soil exchangeable cations (Ca, Mg, K, Na), N, P and total As. In addition, &#948;C13 e &#948;N15, were also determinated in order to evaluate the land use in the basin. The solid discharge and transport of Ca, Mg, K, Na and P on it were calculated. Bottom sediments, sampled at 10 sampling points, were evaluated for C, N, C/N rate, bioavailable and total As, being it &#948;C13 e &#948;N15 established. Bottom sediment toxicity were evaluated by both, algae bioassay, Pseudokirchneriella subcapitata and volatile acid sulphides (VAS). Although TDS and EC were high in some sampling points, most of ion concentrations were in the allowed ranges required for CONAMA 357/05. The transport of the dissolved soil exchangeable cations were around Kg h-1. The solid discharge, considering a precipitation of 447,40 mm, were 90,34 Kg h-1; 35,45 Kg h-1; 13,08 Kg h-1, 6,71 Kg h-1 and 25,47 Kg h-1 , for Ca, Mg, K, Na and P, respectively. The observed variation for %C13 varied from 6% to 82% in the bottom sediments and 9% to 48% in the suspended one, emphasizing the occurrence of C4 plants in the basin. High toxicity were observed at P5 in the dry season (August, 2010) and at P1 in the rainy one (March, 2011), which leads to a low growing curves and lower cells density when compared to the control. These data were not in accordance to the AVS/&#931;SEM, which indicates the potential toxicity in the medium. Total As concentrations in the bottom and in the suspended sediments were high and can be due the use of herbicides in agriculture while no correspondence for bioavailable As were achieved for the same substrates. / Na microbacia do Ribeirão Guamium, afluente do rio Piracicaba, SP foram selecionados como compartimentos indicadores de sua exploração desordenada, a água superficial, os sedimentos de fundo e em suspensão, em uma abordagem sazonal, por um período de 01 ano. Neste mesmo intervalo de tempo, dados da precipitação e vazão foram aferidos mensalmente. As águas superficiais foram analisadas no campo quanto as variáveis físico-químicas pH, temperatura, oxigênio dissolvido (OD), condutividade elétrica (CE) e sólidos dissolvidos totais (SDT). Amostras coletadas deste substrato foram levadas ao laboratório, sendo analisadas por cromatografia iônica, quanto aos teores de Ca+2, Mg+2, K+, NH4 +, Na+, SO4 -2, PO4 -3, NO3 -, Br-, NO2 -, Cl- e HCO3 - pela titulação de Gran. Através dos dados de vazão, determinados no momento da coleta, estimativas da descarga dissolvida de Ca, Mg, K e Na foram estabelecidas. O material particulado em suspensão, amostrado somente no terço médio inferior da microbacia, foi analisado quanto às bases trocáveis do solo (Ca, Mg, K, Na), N, P e As total. Uma fração do material em suspensão foi empregada na determinação de &#948;C13 e &#948;N15, com objetivos de avaliar a influência de uso do solo na bacia. Estimou-se ainda a descarga sólida e transporte de Ca, Mg, K, Na e P no material particulado. O sedimento de fundo foi coletado no período de seca e de cheia ao longo do canal principal em 10 pontos amostrais, sendo as amostras analisadas quanto aos teores de C, N, determinando-se a relação C/N, As biodisponível e As total, razões isotópicas &#948;C13 e &#948;N15. A toxicidade deste substrato foi avaliada através de bioensaios com algas da espécie Pseudokirchneriella subcapitata e dos sulfetos ácidos voláteis (AVS). A concentração da maioria dos íons analisados enquadrou-se dentro dos limites exigidos pela Resolução CONAMA 357/05, embora parâmetros físico-químicos tenham evidenciado alguns pontos, onde as concentrações de SDT e CE foram elevadas. A descarga dissolvida das bases trocáveis do solo esteve na ordem de Kg h-1. Na fase sólida, para o período de precipitação 447,40 mm, Ca, Mg, K, Na e P esses elementos foram transportados em 90,34 Kg h-1; 35,45 Kg h-1; 13,08 Kg h-1, 6,71 Kg h-1 e 25,47 Kg h-1, respectivamente. Nos sedimentos de fundo e em suspensão a %C13 variou de 6% 82% e 9% 48%, respectivamente, evidenciando a presença de plantas C4 cultivadas na área de entorno da bacia. Foram observadas significativa toxicidade nos pontos de coleta P5 no período de seca (agosto 2010) e em P1, Nascente, no período de chuvas (março 2011) as quais resultaram em baixas curvas de crescimento, assim como menores densidades celulares nos tratamentos perante os controles. Esses dados não foram corroborados pelas razões AVS/&#931;SEM que potencializam a toxicidade ao meio. As concentrações de As nos sedimentos de fundo e em suspensão foram elevadas, podendo resultar do uso de herbicidas na agricultura, porém as concentrações referentes ao As biodisponível no sedimento de fundo não corresponderam às concentrações no material em suspensão.