Made available in DSpace on 2014-06-11T19:33:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-05-03Bitstream added on 2014-06-13T19:04:49Z : No. of bitstreams: 1 000739501.pdf: 3082606 bytes, checksum: 03e4e9cb7d76ac137032396d40764f28 (MD5) / Objetivou-se, com os trabalhos, verificar a contaminação de amostras de água de chuvas, córregos, nascentes, poços artesianos e lagoas, por herbicidas, na microbacia hidrográfica do Córrego Rico, SP. Adicionalmente, após seleção de um dos mais importantes herbicidas, realizar testes toxicológicos utilizando-se de juvenis de Pacu (Piaractus mesopotamicus), com o objetivo de determinar a toxicidade letal média (CL50:48h) e verificar os efeitos do herbicida em ensaio crônico, o que possibilitou calcular também o risco ambiental do herbicida. Além disso, buscou-se avaliar os efeitos do herbicida, em concentrações letais e subletais, em cortes histopatológicos em órgãos dos peixes e na atividade da enzima acetilcolinesterase no cérebro. Foram coletadas amostras de água, em três épocas, na microbacia, e as mesmas foram submetidas à análise de cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas. Foram avaliados os herbicidas ametryn, amicarbazone, atrazine, clomazone, diclosulan, diuron, hexazinone, imazapic, imazapyr, isoxaflutole, pendimethalin, s-metolachlor, sulfentrazone, sulfometuron-methyl e tebuthiuron. Para determinação da CL50:48h aos peixes, foi selecionado o herbicida atrazine e o ensaio foi de 48 horas, onde avaliaram-se também o comportamento e os sintomas de intoxicação em exposição a 15, 20, 25, 35 e 45 mg L-1. No ensaio crônico, os peixes foram expostos por sete dias, em concentrações de 0,265; 0,530; 2,65 e 5,29 mg L-1, onde também foram avaliados o comportamento e os sintomas de intoxicação. Para avaliação do atrazine, nas concentrações supracitadas, em brânquias e fígado, os tecidos foram submetidos à técnica de coloração com hematoxilina-eosina e ácido periódico de Schiff, finalmente, para avaliação da atividade da enzima acetilcolinesterase no cérebro de peixes utilizados no ensaio de toxicidade aguda... / The study aimed to verify the water contamination of rains, streams, springs, wells and ponds, by herbicides, in a watershed in Córrego Rico, SP, Brazil. One of the most important herbicides was selected to do toxicological tests using Piaractus mesopotamicus juveniles. The effects of the herbicide on fish behavior in acute and chronic tests were also evaluated prior to calculate the environmental risk of the herbicide. The herbicide effects in the gills and liver of the fish were measured in addition to the determination of its effect on acetylcholinesterase activity in fish brain. The water samples were collected in three periods of the year and were evaluated by High-performance Liquid Chromatography combined with Mass Spectrometry (LC-MS/MS). The evaluated herbicides were: ametryn, amicarbazone, atrazine, clomazone, diclosulan, diuron, hexazinone, imazapic, imazapyr, isoxaflutole, pendimethalin, s-metolachlor, sulfentrazone, sulfometuron-methyl and tebuthiuron. The most important herbicide detected was atrazine. In order to evaluate acute toxicity (CL50;48h), the fishes were exposed for 48 hours and to the chronic test during seven days. In the acute test were used 15, 20, 25, 35 and 45 mg L-1, and to chronic test were used 0.265; 0.530; 2.65 e 5.29 mg L-1. To determine the environmental risk, were used CL50;48h, predicted environmental concentration and the highest dose of atrazine found in the water samples. Furthermore, the gills and liver of the fish were submitted to staining with hematoxylin-eosin and periodic acid-Schiff to evaluate the acetylcholinesterase activity in the fishes’ brain. The organ was collected immediately after completion of the test, and the enzyme activity was expressed by checking the hydrolysis of acetylthiocholine 37 mM in 412 nm. As results, it was observed that 87.6 % of all water samples have at least one herbicide as contaminant; in addition, streams ...

Orientador: Robinson Antonio Pitelli / Coorientador: Núbia Maria Correia / Banca: Marcelo da Costa Ferreira / Banca: Julio Cezar Durigan / Banca: Edivaldo Domingues Velini / Banca: Lino Roberto Ferreira / Resumo: Objetivou-se, com os trabalhos, verificar a contaminação de amostras de água de chuvas, córregos, nascentes, poços artesianos e lagoas, por herbicidas, na microbacia hidrográfica do Córrego Rico, SP. Adicionalmente, após seleção de um dos mais importantes herbicidas, realizar testes toxicológicos utilizando-se de juvenis de Pacu (Piaractus mesopotamicus), com o objetivo de determinar a toxicidade letal média (CL50:48h) e verificar os efeitos do herbicida em ensaio crônico, o que possibilitou calcular também o risco ambiental do herbicida. Além disso, buscou-se avaliar os efeitos do herbicida, em concentrações letais e subletais, em cortes histopatológicos em órgãos dos peixes e na atividade da enzima acetilcolinesterase no cérebro. Foram coletadas amostras de água, em três épocas, na microbacia, e as mesmas foram submetidas à análise de cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas. Foram avaliados os herbicidas ametryn, amicarbazone, atrazine, clomazone, diclosulan, diuron, hexazinone, imazapic, imazapyr, isoxaflutole, pendimethalin, s-metolachlor, sulfentrazone, sulfometuron-methyl e tebuthiuron. Para determinação da CL50:48h aos peixes, foi selecionado o herbicida atrazine e o ensaio foi de 48 horas, onde avaliaram-se também o comportamento e os sintomas de intoxicação em exposição a 15, 20, 25, 35 e 45 mg L-1. No ensaio crônico, os peixes foram expostos por sete dias, em concentrações de 0,265; 0,530; 2,65 e 5,29 mg L-1, onde também foram avaliados o comportamento e os sintomas de intoxicação. Para avaliação do atrazine, nas concentrações supracitadas, em brânquias e fígado, os tecidos foram submetidos à técnica de coloração com hematoxilina-eosina e ácido periódico de Schiff, finalmente, para avaliação da atividade da enzima acetilcolinesterase no cérebro de peixes utilizados no ensaio de toxicidade aguda ... / Abstract: The study aimed to verify the water contamination of rains, streams, springs, wells and ponds, by herbicides, in a watershed in Córrego Rico, SP, Brazil. One of the most important herbicides was selected to do toxicological tests using Piaractus mesopotamicus juveniles. The effects of the herbicide on fish behavior in acute and chronic tests were also evaluated prior to calculate the environmental risk of the herbicide. The herbicide effects in the gills and liver of the fish were measured in addition to the determination of its effect on acetylcholinesterase activity in fish brain. The water samples were collected in three periods of the year and were evaluated by High-performance Liquid Chromatography combined with Mass Spectrometry (LC-MS/MS). The evaluated herbicides were: ametryn, amicarbazone, atrazine, clomazone, diclosulan, diuron, hexazinone, imazapic, imazapyr, isoxaflutole, pendimethalin, s-metolachlor, sulfentrazone, sulfometuron-methyl and tebuthiuron. The most important herbicide detected was atrazine. In order to evaluate acute toxicity (CL50;48h), the fishes were exposed for 48 hours and to the chronic test during seven days. In the acute test were used 15, 20, 25, 35 and 45 mg L-1, and to chronic test were used 0.265; 0.530; 2.65 e 5.29 mg L-1. To determine the environmental risk, were used CL50;48h, predicted environmental concentration and the highest dose of atrazine found in the water samples. Furthermore, the gills and liver of the fish were submitted to staining with hematoxylin-eosin and periodic acid-Schiff to evaluate the acetylcholinesterase activity in the fishes' brain. The organ was collected immediately after completion of the test, and the enzyme activity was expressed by checking the hydrolysis of acetylthiocholine 37 mM in 412 nm. As results, it was observed that 87.6 % of all water samples have at least one herbicide as contaminant; in addition, streams ... / Doutor

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:22:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3620.pdf: 6241997 bytes, checksum: a8410d2f6c9083e06f888dd61a69934f (MD5) Previous issue date: 2011-03-03 / Universidade Federal de Sao Carlos / The herbicide atrazine is one of the most common pesticides found in the aquatic ecosystems all over the world. In this study the effects of atrazine, at sublethal concentrations, were evaluated on the gills of Prochilodus lineatus. Juveniles P. lineatus were divided in 4 groups: control and exposed to atrazine (2, 10 e 25 μg.L-1) for 48 hours or 14 days. After the experimental periods, blood samples were taken by caudal puncture for ion plasma analusis and the gills were removed and samples were fixed for morphological analysis (chloride cell immunohistochemistry, scanning electron microscopy, histochemistry of mucous cells and histopathology) or frozen for biochemical analysis (Na+/K+-ATPase and oxidative stress enzyme activity, GSH and determination of lipid hydroperoxidation). The activity of antioxidant enzymes (SOD, CAT e GST) e lipid peroxidation increased in fish of group exposed to 10 μg.L-1 for 14 days. Although there was an increase on plasma Na+ e Cl- and osmolality in fish exposed for 14 days it was not characterized as ionic imbalance as the Na+/Cl- ratio was similar in all groups. The total number of chloride cells decreased significantly only in the group exposed to 25 μg.l-1 of atrazine (48 h) and the CC density at epithelial surface and the fractional surface area of chloride cells increase in both treatments (48 h and 14 days) in fish exposed to 25 and 10 μg.l-1, respectively. The Na+/K+-ATPase activity was not altered in any experimental condition. The number of mucous cells containing sulfated mucins decreased. Hypertrophy and disruption of lamellar epithelium and vascular congestion were the most common injuries found in the gill tissue of P. lineatus and in fish exposed to 25 μg.l-1 atrazine (14 dias) the histopathological changes index was calculate as slightly to moderate. In conclusion, the tested concentrations, which are similar to those found in natural environments, may cause alterations in the gills of P. lienatus, so as not to endanger the vital functions of the gills and homeostasis of the animal. The changes observed in the gill of P. lineatus after atrazine exposure at tested concentrations, similar to that found in the natural environment, suggested that atrazine may affect the organ function. / O herbicida atrazina é um dos pesticidas mais encontrados em ecossistemas aquáticos em todo o mundo. Nesse estudo os efeitos da atrazina, em concentrações subletais, foram avaliados nas brânquias de Prochilodus lineatus quanto aos aspectos morfo-funcionais do órgão. Exemplares juvenis de P. lineatus foram divididos em 4 grupos: controle e expostos à atrazina (2, 10 e 25 μg.L-1) por 48 horas ou 14 dias. Após os períodos experimentais, amostras de sangue foram obtidas por punção caudal para análise dos íons plasmáticos, as brânquias foram removidas e amostras fixadas para análise morfológica (imunohistoquímica de células-cloreto, microscopia eletrônica de varredura, histoquímica de células mucosas e histopatologia) ou congeladas para análises bioquímicas (atividade da enzima Na+/K+-ATPase e enzimas antioxidantes, GSH e determinação de hidroperóxidos de lipídios). A atividade das enzimas de defesa antioxidante (SOD, CAT e GST) e formação de hidroperóxidos de lipídeos aumentou no grupo exposto a 10 μg.L-1 por 14 dias. Apesar de ocorrer um aumento na Na+ e Cl- e na osmolaridade plasmática do grupo exposto por 14 dias não foi caracterizado desequilíbrio eletrolítico visto que a razão Na+/Cl- foi similar em todos os grupos. O número total de células-cloreto (CC) diminuiu significativamente apenas no grupo exposto a 25 μg.L-1 de atrazina (48 h) e houve um aumento da densidade das CCs na superfície epitelial e da área fracional das CCs em ambos os tratamentos (48 h e 14 dias) nas concentrações de 25 e 10 μg.L-1, respectivamente. A atividade da enzima Na+/K+-ATPase não foi alterada em nenhuma condição experimental. Em ambos os períodos houve uma diminuição no número de células mucosas contendo mucinas sulfatadas. Hipertrofia e ruptura do epitélio lamelar e congestão vascular foram as lesões mais comuns encontradas no tecido branquial em animais expostos a atrazina a 25 ugL-1 (14 dias) e o Índice de Alterações Histopatologicas foi calculado como leve a moderado. As alterações observadas nas brânquias de P. lineatus após a exposição a atrazina sugere que nas concentrações testadas, similares às encontradas em ambientes naturais, pode causar alterações moderadas nas brânquias e comprometer as funções do órgão.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós–Graduação em Oceanografia Biológica, Instituto de Oceanografia, 2012. / Submitted by Cristiane Gomides (cristiane_gomides@hotmail.com) on 2013-11-18T15:23:39Z No. of bitstreams: 1 anderson.pdf: 2147843 bytes, checksum: 1fd27dd610099252c3f5f6c1e2b14fed (MD5) / Approved for entry into archive by Angelica Miranda (angelicacdm@gmail.com) on 2013-11-18T19:21:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 anderson.pdf: 2147843 bytes, checksum: 1fd27dd610099252c3f5f6c1e2b14fed (MD5) / Made available in DSpace on 2013-11-18T19:21:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 anderson.pdf: 2147843 bytes, checksum: 1fd27dd610099252c3f5f6c1e2b14fed (MD5) Previous issue date: 2012 / A poluição aquática em zonas costeiras é crescente, exigindo cada vez mais o uso de ferramentas alternativas para seu monitoramento. Dentre estas, as de maior potencial são os biomarcadores, que são medidas biológicas capazes de expressar exposição ou efeito deletério de contaminantes. Porém, a falta de informação sobre respostas de biomarcadores a contaminantes em concentrações ambientalmente relevantes constitui empecilho ao emprego destas ferramentas. Neste trabalho foram analisados os efeitos de três contaminantes em diversos biomarcadores usualmente utilizados em estudos de avaliação ambiental. Os contaminantes testados foram cobre (metal), atrazina (herbicida) e fenantreno (hidrocarboneto policíclico aromático). Os biomarcadores avaliados foram atividades enzimáticas (superóxido dismutase, catalase, glutationa redutase e glutationa s-transferase), concentração de metalotioneínas, espécies reativas de oxigênio, capacidade antioxidante, peroxidação lipídica, quebras na fita de DNA, freqüência de células micronucleadas e de anomalias nucleares, e composição iônica corporal. Os três contaminantes demonstraram potencial para afetar os biomarcadores avaliados, porém cada um afetou distintamente os grupos de biomarcadores. O efeito do cobre foi caracterizado por um elevado potencial de geração de estresse oxidativo em brânquias, fígado e músculo, além de causar dano genético através da quebra da fita de DNA e clastogenicidade. A atrazina aumentou a atividade da glutationa s-transferase, causou estresse oxidativo branquial e danos genéticos não detectáveis no ensaio cometa. Por fim, o fenantreno gerou estresse oxidativo muscular, sendo a maioria dos danos possivelmente relacionada à geração de metabólitos reativos durante sua degradação, resultando em elevada genotoxicidade e citotoxicidade, bem como perturbações de sistemas enzimáticos e da fisiologia do animal. / Aquatic pollution in coastal areas is increasing, demanding the use of alternative tools for its adequate monitoring. Among them, biomarkers are those showing higher potential for practical use. They are biological measurements capable of detecting the exposure and effects of contaminants. However, the lack of information on the response of biomarkers to contaminants at environmentally relevant levels is a constraint for the employment of these tools in monitoring programs. In the present study, the effects of three contaminants on several biomarkers commonly employed in environmental analyses were evaluated. Contaminants tested were copper (metal), atrazine (herbicide) and phenanthrene (polycyclic aromatic hydrocarbon). Biomarkers evaluated were enzyme activities (superoxide dismutase, catalase, glutathione reductase and glutathione s-transferase), metallothioneins concentration, reactive oxygen species, antioxidant capacity, lipid peroxidation, DNA strand-breaks, micronucleated cells and nuclear anomalies frequencies, and whole-body ion composition. The three contaminants showed potential to affect the biomarkers evaluated. However, each contaminant affected distinctly the groups of biomarkers. Copper effect was characterized by a elevated potential for oxidative stress generation in gills, liver and muscle. It also induced genetic damage (DNA strand-breaks) and clastogenicity. Atrazine increased glutathione stransferase activity, caused oxidative stress in gills and genetic damage non detectable by the Comet assay. Finally, phenanthrene induced oxidative stress in muscle, being most of the damage likely associated with the generation of reactive metabolites during the contaminant degradation process. Exposure to phenanthrene resulted in elevated genotoxicity and cytotoxicity, as well as perturbations of the enzymatic systems and the whole-animal physiology.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-01T20:04:13Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Keyle Borges e Silva Monteiro - 2013.pdf: 4439277 bytes, checksum: f4c76f010f6dd19a6ec56bcf424fcc5f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2014-12-01T20:04:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Keyle Borges e Silva Monteiro - 2013.pdf: 4439277 bytes, checksum: f4c76f010f6dd19a6ec56bcf424fcc5f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-12-01T20:04:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Keyle Borges e Silva Monteiro - 2013.pdf: 4439277 bytes, checksum: f4c76f010f6dd19a6ec56bcf424fcc5f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2013-08-12 / Given the deterioration of water resources and the growing need to meet water quality standards, alternatives to remove micropollutants from aquatic environments have become necessary. Among micropollutants, we highlight atrazine (ATZ), from the class of triazine herbicides, classified as moderately toxic to humans and highly toxic to aquatic organisms, a potent endocrine disruptor and possibly a carcinogenic. Biotechnological processes have been utilized to minimize the toxic effects of pollutants on both humans and the environment, promoting the interaction between micro-organisms and their by-products, such as enzymes. This study aimed to experimentally describe the removal of ATZ from a final concentration of 100 mg.L-1 in liquid culture medium, utilizing rot-white fungi as a future contributor in the treatment of wastewater or public water supplies. Initially assessed the tolerance of Trametes villosa, Lentinus edodes, Pycnosporus sanguineus, Pleurotus ostreatus and Pleurotus sp., in PDA (Potato Dextrose Agar) culture with nutritional variations (PDA test standard, PDA 40% and PDA 0%) in the presence of atrazine at a concentration of 100 mg. L-1 and above an application value of 500 mg.L-1. Next conducted a test 2.2-Azino-bis (3-ethylbenzothiazoline-6-sulfonic acid) diammonium 0.02% (ABTS) to assess the production of ligninolytic enzymes. In these stages, the microorganisms showed both tolerance to atrazine toxicity and growth through each nutritional condition assessed, displaying decrease in growth rate at a concentration of ATZ500 mg.L-1.Morphology and mycelial growth were unsatisfactory at a low nutrient concentration (PDA 0%) when compared with PDA test standard and PDA 40%. Following a 24 hour culture period, enzymatic activity was detected through a colored halo around the microorganisms inoculant across all assessed conditions, except for Lentinus edodes and Trametes villosa, which showed activity after 96 hours, the latter only in PDA 0% culture in the presence and absence of herbicide, therefore selected for the ATZ degradation experiments in liquid culture medium. Pleurotus ostreatus and Pleurotus sp. in PDA 40% static condition yielded the highest removal concentration indexes.ATZ concentration decrease was obtained through enzymatic activity, especially that of laccase and manganese peroxidase, by means of adsorption in the biomass of the microorganisms. Atrazine concentration was determined by means of gas chromatography/high resolution mass spectrometry methods. Study results regarding Pleurotus sp., Pleurotus ostreatus and Pycnosporus sanguineus, under two distinct conditions (agitation and statics), showed their great potential in the bioremediation of aquatic environments contaminated by atrazine. / Diante da deterioração dos recursos hídricos e da crescente necessidade de atender aos padrões de qualidade da água, são necessárias alternativas para a remoção de micropoluentes de ambientes aquáticos. Dentre os micropoluentes, destaca-se a atrazina (ATZ), herbicida da classe dos triazínicos, classificado como medianamente tóxico para o ser humano e altamente tóxico para organismos aquáticos, além de ser um potente disruptor endócrino e possível agente carcinogênico. Processos biotecnológicos têm sido utilizados para minimizar os efeitos tóxicos dos poluentes para o ser humano e meio ambiente, cuja finalidade é interação entre os micro-organismos e os produtos produzidos por eles, como enzimas. O presente estudo descreve de forma experimental, a remoção da ATZ na concentração de 100 mg.L-1 em meio líquido, utilizando fungos de decomposição branca, com vistas a futuras aplicações em tratamento de águas residuárias ou de abastecimento. Inicialmente, foi testada a tolerância das espécies Trametes villosa, Lentinus edodes, Pycnosporus sanguineus, Pleurotus ostreatus e Pleurotus sp., em meio de cultura sólido contendo Batata, Dextrose e Agar (BDA) com variações nutricionais (BDA padrão, BDA 40% e BDA 0%) e atrazina nas concentrações de 100 mg.L-1 e 500 mg.L-1. Posteriormente, foi realizado ensaio com 2,2 –Azino-bis (3- etilbenzotiazolina-6 – ácido sulfônico) diamônia 0,02% (ABTS), para avaliação da produção de enzimas ligninolíticas. Nessas etapas, os micro-organismos apresentaram tolerância à toxicidade da atrazina, cresceram em cada condição nutricional avaliada com redução na velocidade de crescimento na concentração ATZ 500 mg.L-1. A morfologia e o desenvolvimento micelial não foram satisfatórios na baixa concentração de nutrientes (BDA 0%) quando comparados com os meios BDA padrão e BDA 40%. Após o período de 24 horas de cultivo, foi observada atividade enzimática com aparecimento do halo de coloração em torno do inóculo dos micro-organismos em todas as condições avaliadas, exceto as espécies Lentinus edodes e Trametes villosa que apresentaram atividade após 96 horas, e este último somente em meio de cultivo BDA 0%, na ausência e presença do herbicida, por isso não foram selecionados para os experimentos da degradação da ATZ em meios de cultura líquido. Os maiores índices de remoção foram obtidos com as espécies Pleurotus ostreatus e Pleurotus sp., no meio BD 40% em condição estática (87,5% e 87,3%), respectivamente. Os menores valores de remoção foram de 47,2% pela espécie Pycnosporus sanguineus e 53,8% pelo fungo Pleurotus sp. em BD 0%, também na condição estática. A redução da concentração da atrazina foi obtida pela atividade enzimática, com destaque para a lacase e manganês peroxidase, e pelo mecanismo de adsorção na biomassa dos micro-organimos. A concentração da atrazina foi determinada por meio do cromatógrafo gasoso com detector de massa. Os resultados dos estudos com as espécies Pleurotus sp., Pleurotus ostreatus e Pycnosporus sanguineus, sob duas condições (agitação e estática), apresentaram grande potencial para serem utilizados na biorremediação de meios líquidos contaminados com atrazina.

Esta tese descreve o desenvolvimento de metodologias eletroanalíticas, em especial a voltametria de onda quadrada com o eletrodo de gota pendente de Hg, para determinação de atrazina em águas de rios do Estados de São Paulo e em amostras de solo. A exatidão das metodologias foi avaliada por comparação com HPLC e estudos de recuperação. Inicialmente desenvolveu-se o método em modo estático, no qual a maior sensibilidade foi obtida em pH 2 e freqüência de 400 Hz, com limites de detecção e determinação de 2 e 10 microgramas L-1, respectivamente. O estudo do comportamento eletroquímico revelou que a atrazina comporta-se reversivelmente em altas freqüências de onda quadrada. Dentre os metabólitos da atrazina, a desetilatrazina e desiosopropilatrazina, também são eletroativas nas condições estudadas, sendo possíveis interferentes, ao contrário da hidroxiatrazina e didealquilatrazina. Sistemas em fluxo contínuo e de injeção seqüencial foram desenvolvidos para determinação de atrazina em extrato de solo e águas naturais, bem como em estudos de adsorção. Em águas, os limites de detecção e determinação obtidos por injeção seqüencial foram de 4,5 e 15 microgramas L-1. Estudos de adsorção revelaram que atrazina liga-se mais fortemente a solos em meios ácidos. As metodologias em fluxo permitiram um significativo aumento da velocidade analítica e economia de reagentes, automatizando as determinações. / This thesis describes the development of electroanalytical methodologies, especially the square wave voltammetry with the hanging mercury drop electrode, for determination of the herbicide atrazine in river waters of the São Paulo state and soil samples. The accuracy of the methodologies was evaluated by comparison with HPLC and recovery studies. Initially, a stationary method was developed, in which the highest sensitivity was attained at pH 2 and at frequency of 400 Hz, with detection and quantification limits of 2 and 10 micrograms L-1, respectively. The electrochemical behavior of atrazine was reversible at the higher square wave frequencies. Among the atrazine metabolites, deethylatrazine and deisopropylatrazine are also electroactive under the studied conditions, being possible interferences, contrary to hydroxyatrazine and didealkylatrazine. Continuous flow and sequential injection systems were developed for determination of atrazine in soil extracts and natural waters, as well as in adsorption studies. In waters, the detection and quantification limits attained by sequential injection were 4.5 and 15 micrograms L-1. Adsorption studies showed that atrazine binds more strongly to soil in acidic media. The flow analysis methodologies lead to significant increase in the sampling throughput and reagent saving, automating the determinations.

Neste estudo foi avaliada a remoção de metil paration - inseticida e atrazina - herbicida presentes em água, em reatores de bancada, com fungos. A pesquisa foi dividida em quatro etapas: operação em batelada com metil paration e micélio fúngico, com e sem glicose; teste de toxicidade em placas com Aspergillus niger AN400; operação em batelada com os pesticidas atrazina e metil paration e esporos de Aspergillus niger AN400, com e sem glicose; e operação em reatores de leito fixo e fluxo ascendente. Na primeira etapa, a remoção de metil paration foi de 97% nos reatores sem glicose e 94% nos reatores com glicose com 32 dias de reação. Na operação em batelada, com esporos, um modelo cinético de primeira ordem representou bem a velocidade de decaimento de metil paration nesta fase, principalmente, nos reatores que continham glicose. Para os experimentos sem adição de glicose, a constante cinética foi de 0,063 &#177 0,005/h, enquanto que para os experimentos com glicose a constante foi de 0,162 &#177 0,014/h. Dessa forma, a adição de glicose resultou efetivamente em aumento na velocidade de conversão do inseticida. Na fase experimental, com atrazina e esporos de Aspergillus niger AN400, a presença do substrato primário (glicose) não teve influência na remoção de atrazina, sendo que os percentuais de remoção foram muito próximos aos percentuais encontrados nos reatores sem glicose. O estudo cinético, nessa fase com atrazina e esporos, revelou que para os experimentos sem a adição de glicose, o valor da velocidade de conversão de atrazina (RATZo) foi de 0,023/d, enquanto que para os experimentos com glicose (RATZo) foi 0,022/d. Portanto, a adição de glicose parece não ter influenciado significativamente a velocidade de remoção do herbicida por Aspergillus niger AN400. O teste de toxicidade demonstrou que metil paration e atrazina não inibiram o crescimento do fungo nas várias concentrações testadas, inclusive nas mais elevadas, que foram 60 mg/L e 25 mg/L para metil paration e atrazina, respectivamente. No reator de leito fixo a remoção de metil paration foi de 40% com 12 h de tempo de detenção hidráulica, e 0,5 g glicose/L. Porém, quando a concentração de glicose foi duplicada a remoção de metil paration diminuiu para 35%. Neste reator o pH se manteve na faixa ácida 3,4 a 5,2, considerada ideal para os fungos. Os resultados encontrados mostram a viabilidade dos fungos para remoção desses pesticidas, considerados persistentes no ambiente. / In this study the removal of methyl parathion was evaluated - insecticide and atrazine - herbicide present in water, in reactors with fungi. The research was divided in four stages: operation in batch reactors with methil parathion and micelium fungus, with and without glucose; toxicity test in plates with Aspergillus niger AN400; operation in batch reactors with the pesticides atrazine and methyl parathion and spore of Aspergillus niger AN400, with and without glucose; and operation in reactors of fixed bed and ascending flow. In the first stage the removal of methyl parathion was 97% in reactors without glucose and 94% in reactors with glucose in 32 days of reaction time. In the operation in batch with spores, a kinetic model of first order represented very well the speed of decline of the methyl parathion in this step, in the reactors that contained glucose, mainly. For the experiments without the glucose addition, the kinetic constant was 0,063 &#177 0,005/h, and for the experiments with glucose the constant was of 0,162 &#177 0,014/h. In that way, the glucose addition resulted in increase in the speed of conversion of the insecticide. In the experimental step with atrazine and spores of Aspergillus niger AN400, the presence of the primary substratum (glucose) didn\'t have influence in the atrazine removal, and the percentile removal lays very close to the percentile found in the reactors without glucose. The kinetic study, in that step with atrazine and spores, revealed that for the experiments without the glucose addition, the value of the speed conversion of atrazine (RATZo) was 0,023/d, and for the experiments with glucose (RATZo) was 0,022/d. Therefore, the glucose addition seems not to have influenced significantly the speed of removal of the herbicide for Aspergillus niger AN400. The toxicity test demonstrated that methyl parathion and atrazine didn\'t inhibit the growth of fungi in the several concentrations, including in high concentrations, that were tested 60 mg/L and 25 mg/L to methyl parathion and atrazine, respectively. The reactor of fixed bed got removal of methyl parathion of 40% in 12 hours of detention hydraulic, in 0,5 g glicose/L. However, when the glucose concentration was doubled the removal of methyl parathion decreased to 35%. In this reactor the pH kept in the acid strip (3,4 - 5,2), considered ideal for the fungi, and conductivity values didn\'t favor the hydrolysis of the insecticide. The found results show the viability of the fungi for removal of those pesticides, considered recalcitrant to the environment.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-03T14:31:10Z No. of bitstreams: 1 manoelaruchigabalesteros.pdf: 1664800 bytes, checksum: d111e7d7f7aea2c149294c2fa1980bd3 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-13T13:36:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 manoelaruchigabalesteros.pdf: 1664800 bytes, checksum: d111e7d7f7aea2c149294c2fa1980bd3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-13T13:36:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 manoelaruchigabalesteros.pdf: 1664800 bytes, checksum: d111e7d7f7aea2c149294c2fa1980bd3 (MD5) Previous issue date: 2009-04-06 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A atrazina é um herbicida muito utilizado em culturas de grande expressão econômica como o milho e a cana-de-açúcar. Entretanto, sua ampla utilização pode provocar o acúmulo deste herbicida, ou ainda dos seus derivados de degradação, em matrizes ambientais, tais como solo e água. O presente estudo teve como objetivo o desenvolvimento de metodologias para a análise de atrazina e derivados por eletroforese capilar (EC) e cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE) e aplicação destas metodologias na detecção e quantificação destes compostos na degradação da atrazina pelo fungo Pleurotus ostreatus. As melhores condições cromatográficas para análise de atrazina, simazina e propazina por CLAE foram obtidas utilizando como fase móvel ACN/H2O 30/70 (v/v%), coluna analítica C18 150 x 4,6 mm 5 µm, fluxo de 1 mL/min, temperatura de 25 °C e detecção em 221nm. Antecedendo as análises por CLAE foram realizadas extrações liquido-liquido com acetato de etila. A análise de atrazina, desetilatrazina (DEA), deisoprilatrazina (DIA), hidroxiatrazina (HA), desetildeisopropilatrazina (DEDIA), desetilhidroxiatrazina (DEHA) e deisopropilhidroxiatrazina (DIHA) foi realizada por EC em meio não aquoso. O eletrólito consistiu de Tris-HCl 100 mmol/L em ACN/MeOH 50/50 (v/v%), com comprimento total do capilar de 48,5 cm (comprimento efetivo 40 cm), 25 °C, +20 kV, 50 mbar/1s, detecção em 221 nm e tempo de análise de 9 min. Apesar de ocorrer a coeluição de três compostos nesta separação (HÁ, DEHA, DEDIA), o curto tempo de análise e uso de pequenos volume de solvente orgânico faz com que o método seja utilizado de forma qualitativa na análise de atrazina e seus produtos de degradação, indicando os possíveis compostos presentes. A análise destes compostos por CLAE foi realizada utilizando-se como fase móvel ACN/Tampão fosfato de sódio 5 mmol/L pH 7,2 em um gradiente de eluição, com um fluxo de 1 mL/min, temperatura de 25 °C, em 221 nm. Apesar do tempo de análise elevado (70 min), esta metodologia permite a quantificação de todas as triazinas estudadas. Portanto as duas técnicas desenvolvidas podem ser utilizadas em conjunto, já que a identificação dos compostos pode ser realizada por CE sem utilizar grandes volumes de solventes orgânicos em um curto intervalo de tempo, e sua quantificação pode ser realizada por CLAE. A degradação promovida por P. ostreatus num período de 15 dias, gerou majoritariamente o derivado DEA. A formação deste composto foi observada por CLAE e confirmada por CG-MS, ratificando que as metodologias desenvolvidas no presente trabalho podem ser utilizadas em matrizes aquosas complexas, apesar de possuírem LODs superiores aos determinados pela legislação. / Atrazine is an herbicide widely used on crops of major economic relevance as corn and sugar cane. The widespread use of this herbicide can cause its accumulation or contamination of environmental matrices. In addition, the degradation products of atrazine also deserve attention. This study aims to develop methodology for the analysis of atrazine and its derivatives by capillary electrophoresis (CE) and high performance liquid chromatography (HPLC). Both methodologies developed during the present work, HPLC and CE, were applied to the detection and quantification of atrazine and its degradation products after treatment using the white-rot fungus Pleurotus ostreatus. The best chromatographic conditions for atrazine, simazine and propazine analysis by HPLC were obtained using as mobile phase ACN/H2O 30/70 (v/v%), with analytical column C18 (150 X 4.6 mm 5µm), flow of 1 mL/min, temperature at 25 °C and detection at 221 nm . Liquid-liquid extractions with ethyl acetate were performed before the HPLC analyses. Analysis of atrazine, desetilatrazina (DEA), deisoprilatrazina (DIA), hidroxiatrazina (HA), desetildeisopropilatrazina (DEDIA), desetilhidroxiatrazina (DEHA) and deisopropilhidroxiatrazina (DIHA) was performed by CE in a nonaqueous medium (NACE) . The electrolyte consisted of Tris-HCl 100 mmol/L in ACN / MeOH 50/50 (v/v%) with total capillary length of 48.5 cm (effective length of 40 cm) Experimental conditions were: cartridge temperature at 25 ° C, voltage applied of +20 kV, injection of 50 mbar.1s, detection at 221 nm and the analysis time of 9 min. Despite the co-elution of three compounds (HA, DEHA, DEDIA), due to the short time of analysis and the use of small quantity of organic solvent, the method is very useful for the screening of atrazine and its degradation products. The HPLC analysis of these compounds was performed using as mobile phase ACN / sodium phosphate buffer 5 mmol/L (pH 7.2) under gradient elution mode, flow of 1 mL/min, temperature at 25 ° C and wavelength at 221 nm. Although the long time required for the analysis (70 min), the methodology allows the quantification of all triazines compounds studied. Therefore, the two methodologies developed can be used in a complementary way, since that the compounds identification can be performed by CE without using large volumes of organic solvents in a short time analysis; and their quantification can be performed by HPLC. The degradation promoted by P. ostreatus during a period of 15 days generated predominantly the DEA derivative. The degradation product obtained was detected by HPLC and confirmed by GC-MS, supporting that the methodologies developed in this work can be used in complex aqueous matrices, successfully.

[pt] O impacto dos pesticidas sobre a qualidade das águas subterrâneas tem sido objeto de preocupação de cientistas e autoridades públicas do nosso planeta. O uso intensivo de pesticidas na agricultura e a alta persistência de muitos deles tem requerido um rigoroso controle para evitar possíveis contaminações das águas subterrâneas e superficiais. O herbicida atrazina é um poluente freqüentemente encontrado nas águas subterrâneas em muitos países e foi selecionado para este estudo. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar a efetividade, em escala de laboratório, da remediação de águas subterrâneas contaminadas com atrazina a partir do tratamento com ozônio produzido eletroquimicamente in situ. O anodo de β-PbO2 foi empregado na produção do ozônio por via eletroquímica e foi obtido por eletrodeposição sobre um substrato de titânio. A análise do depósito de PbO2 pela técnica de difração de raios-X confirmou apenas a presença das fases α e β do PbO2 e apontou a fase β como a principal. Foi comprovado que o aumento da corrente elétrica aumenta a taxa de produção de ozônio. Taxas de produção de O3 de 4,4; 19,5 e 39,1 mg h(-1) foram obtidas a partir de valores de densidades de correntes de 0,5, 1,0 e 1,5 kA m(-2),respectivamente. Os experimentos de degradação em batelada de uma solução de atrazina com concentração igual a 1 mg L(-1) para densidades de corrente de 0,5, 1 e 1,5 kA m(−2) mostraram que, com o aumento da densidade da corrente ocorreu um acréscimo na taxa de degradação da atrazina. Isto indica que o maior poder de oxidação do anodo, na medida em que se incrementa a corrente aplicada, é devido à maior eletrogeração dos oxidantes O3/.OH. A partir da análise cinética dos resultados obtidos nos experimentos de degradação foram obtidas boas correlações lineares quando os dados foram ajustados seguindo um modelo de pseudo-primeira ordem. As constantes cinéticas de pseudo- primeira ordem calculadas foram 6,2×10(−3), 8,8×10(−3) e 1,21×10(−2) min (−1) para 0,5, 1 e 1,5 kA m(−2), respectivamente. Os experimentos de degradação de atrazina em fluxo contínuo foram realizados numa coluna de acrílico de forma cilíndrica (26 cm x 4cm DI) preenchida com areia lavada, simulando o material do aqüífero, contendo um anodo de Ti/β-PbO2 e um catodo de Ti/RuO2. Durante os experimentos houve uma diminuição progressiva da concentração de atrazina no efluente de saída da coluna. Após 8 horas, as concentrações de atrazina na saída da coluna foram 75% e 80% menores do que a concentração de atrazina na entrada da coluna quando se aplicaram correntes de 0,4 e 0,6 A, respectivamente. Estes resultados confirmam a potencial aplicação deste tipo de estratégia de controle de plumas de contaminação e proporciona as bases para o desenvolvimento futuro desta técnica de remediação de aqüíferos. / [en] The impact of pesticides on the quality of groundwater has been the subject of scientific and public health concerns in the entire planet, especially in areas where groundwater is mainly used for human consumption. The intensive use of pesticides in agriculture and the high persistence of several of these chemicals have required a rigorous control of possible environmental contaminations, especially of drinking water sources. The herbicide atrazine is frequently detected in natural waters of many countries and was selected for investigation. A laboratory scale study on the evaluation of the effectiveness of remediation of atrazine in groundwater utilizing in situ electrochemical generated ozone was conducted. β-PbO2 was used as anode for ozone generation. β-PbO2 electrodes were prepared by electrodeposition on Ti plates. X-ray diffraction analysis confirmed that the deposit contained only the α and β PbO2 with the β phase prevailing. The electrochemical ozone production increases with incrementing the current density. The rate of ozone production during the electrolysis was 4.4, 19.5 and 39.1 mg h-1 for current densities of 0.5, 1.0 and 1.50 kAm(-2), respectively. In the experiments of atrazine degradation by electrochemically generated ozone a difference in atrazine degradation was found when the applied current density was varied. The results evidenced that the atrazine degradation rates increased with augmenting the current density. This is indicative of a greater oxidation ability of the anode with increasing the current applied due to the production of more electrogenerated active oxidant (O3/.OH). The kinetic analysis of the above results related to different reaction orders gave good linear correlations when the data was fitted with a pseudo first-order reaction rate equation. The pseudo first-order rate constants obtained were 6.2×10(−3), 8.8×10(−3), and 1.21×10(−2) min(−1) for 0.5, 0.1, and 1.5 kA m(−2), respectively. The acrylic column (26 cm x 4 cm ID) used in flow degradation experiments was packed with clean sand and contained a single set of electrodes. Two expanded titanium mesh coated with β-PbO2 and RuO2 served as anode and cathode, respectively. During the experiments the atrazine effluent concentration progressively diminished. After 8 hours of electrolysis the effluent atrazine concentration was reduced by 75% and 80% applying current densities of 0.4 and 0.6, respectively. These results confirm the potential applicability of this type of groundwater plume control strategy. The study constitutes a foundation to the future developing of this aquifer remediation technique.

Orientador: José de Alencar Simoni / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T20:46:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Curti_GabrielJeronymo_D.pdf: 2740453 bytes, checksum: e587cb4af6da5b69a349e04e62b2a63c (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: Sabe-se que na agricultura a qualidade de um solo é dependente do tipo de manejo. No presente trabalho foi aplicada a microcalorimetria isotérmica para se investigar a influência do herbicida atrazina na atividade microbiana de um solo envelhecido de mata nativa, mantido a aproximadamente 4 °C, durante três anos. Além da utilização da microcalorimetria isotérmica, foram realizadas as análises de DSC e TG com a finalidade de se avaliar a quantidade de matéria orgânica presente no solo estudado, cujo valor quantificado foi de (3,5 ± 0,2)% g/g. Também foi realizado o cálculo da humidade do solo e as análises elementares [CHN e EDS (Energy Dispersive X-Ray Detector) acoplado ao MEV (Microscópio Eletrônico de Varredura)]. As amostras de solo utilizadas na análise microcalorimétrica foram previamente incubadas com acetonitrila e com soluções de atrazina em acetonitrila nas concentrações de 1000 e 2000 ppm, durante aproximadamente 48 horas. Em seguida, foi descoberto com o emprego da microcalorimetria isotérmica que a acetonitrila ainda permanecia no solo após o período de incubação, além do fato de que o efeito da atrazina sobre os microrganismos do solo não era detectável, uma vez que os valores para o calor gerado durante a incubação com aquele solvente e com as soluções de atrazina em acetonitrila nas concentrações de 1000 e 2000 ppm, respectivamente, eram iguais a: (-12,8 ± 0,8), (-12,9 ± 0,9) e (-13,5 ± 0,6) J, enquanto que os valores da constante do crescimento microbiano eram iguais a: (5,9 ± 1,4), (6,8 ± 1,6) e 6,37 min-1. A análise microbiológica também indicou que a atrazina não estaria influenciando os microrganismos, diferentemente do caso da acetonitrila, a qual foi responsável por uma redução nas quantidades dos microrganismos. No presente trabalho também foi investigada a influência do herbicida nicosulfuron sobre as atividades microbianas nos solos de mata nativa ou floresta e de cultivos do milho e do café. Foram empregadas as mesmas técnicas analíticas como no caso da atrazina, sendo que para se estudar o nicosulfuron foram investigadas as seguintes condições de incubação (durante 48 h) para cada tipo de solo: aplicação de acetonitrila, aplicação de uma solução de nicosulfuron em acetonitrila com uma concentração igual a 64 ppm e aplicação de uma solução com a mesma natureza, mas com uma concentração igual a 120 ppm. Os resultados indicaram que o solo de floresta era o mais rico em termos de matéria orgânica (4,0 ± 0,1)%, enquanto que o solo de cultivo do café era o mais rico em termos de humidade (21 %). Preliminarmente, as análises térmicas realizadas com o auxílio da microcalorimetria isotérmica indicaram que a acetonitrila foi novamente a espécie mais biodegradada, ao passo que nos casos das condições em que havia adição de água ao invés da solução de glicose pôde ser concluído que o solo cultivado com café foi aquele que mais sofreu influência do nicosulfuron do que nos casos dos outros solos, uma vez que para o valor de concentração mais elevado, i.e., 120 ppm, o valor da energia dissipada (calor; Q) foi estatisticamente superior (-6,6±0,3)J do que no caso da solução da mesma natureza com concentração igual a 64 ppm (-4,8±0,9)J. Para os solos de floresta ou mata nativa e de cultivo do milho o nicosulfuron não exerceu influência detectável. As análises microbiológicas para os solos de cultivo do café e do milho não indicam que ocorram diferenças estatisticamente significativas para algumas das condições estudadas, de tal maneira que para o estudo com o nicosulfuron podemos concluir que a microcalorimetria isotérmica se mostra uma técnica promissora que pode permitir estudos com xenobióticos como os pesticidas / Abstract: It is known in agriculture that soil quality does dependent on the kind of soil management. In the present work was applied the isothermal microcalorimetry to investigate the influence of the herbicide atrazine on the microbial activity of a forest soil that was aged (resting along 3 years under about 4°C). Besides the application of isothermal microcalorimetry it were performed the DSC and TG analyses with the purpose to evaluated the amount of organic matter present in the soil whose value was equal to (3.5±0.2) % to the studied soil. It were also performed the calculation of humidity in the soil and the elemental analyses [CHN and EDS (Energy Dispersive X-Ray Detector) coupled to SEM (Scanning Electron Microscopy)]. The soil samples used for the microcalorimetric analysis were previously incubated with acetonitrile and atrazine solutions in acetonitrile (1000 ppm and 2000 ppm), during approximately 48 hours. Afterwards, with the aid of the Isothermal Microcalorimetry it was discovered that actually the acetonitrile was remaining in the soil, even after the incubation period and that the effect of atrazine on the soil microorganisms was undetectable, once the heat generated for the incubation with acetonitrile and with atrazine solutions in acetonitrile of 1000 and 2000 ppm were equal respectively to: (-12.8 ± 0.8); (-12.9 ± 0.9) and (-13.5 ± 0.6) J, whilst that the values of the microbial growth constant were equal to: (5.9±1.4); (6.8±1.6) and 6.37 min-1. The microbiological analysis also indicated that the atrazine was not influencing the microorganisms, differently for the case of acetonitrile that was responsible for a decrease on the amounts of them. It was also investigated in that work the influence of the herbicide nicosulfuron on the microbial activities of soils under forest, and under maize and coffe tree crops. The same kind of analyses were performed as for the case of atrazine, but the investigations occured after a previous period of incubation along 48 h, and the conditions evaluated were: application of acetonitrile, application of nicosulfuron solution in acetonitrile with concentration equal to 64 ppm and application of a solution with the same nature but with concentration equal to 120 ppm. The results indicated that the forest soil was the richest one in terms of organic matter ( 4.0 ± 0.1) % , whilst the soil that lies under a coffe tree crop was the richest one in terms of humidity (21 % ). The thermal analyses with the aid of the Isothermal Microcalorimetry indicated preliminary that again acetonitrile was biodegradated mostly. However, for the soil tilled under coffe tree crop, considering the same conditions discussed previously for nicosulfuron but with the addition of deionized water after 48 h, the microbial activity was more stimulated by the nicosulfuron than respect to the other conditions, once with the solution of nicosulfuron with the highest concentration, i. e., 120 ppm, the value for the heat dissipated (Q) was statistically higher (-6.6±0.3) than for the concentration equal to 64 ppm (- 4.8 ± 0.9), while that in the forest soil and for the soil tilled with maize crop its influence was undetectable. The microbiological analysis for the forest soil and for the soil under maize crop shown that there are no differences that are statistically significant for some conditions studied, in such a way that for the study with nicosulfuron we can conclude that the Isothermal Microcalorimetry shows itself a promising technique that can allow studies with xenobiotics as the pesticides / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências