Bisphenol A (BPA) is widely used in the production of plastics, epoxy resins and polycarbonates. It is a toxic, endocrine disruptor compound. Different studies have shown the presence of BPA in several environmental systems, classifying it as a worldwide persistent pollutant which may act synergistically with other pollutants. In this context, advanced oxidation processes (AOP) have received great attention due to their ability to degrade pollutants with such characteristics, through their transformation into less hazardous compounds or even their mineralization. Although there are investigations on the use of AOPs for BPA degradation, systematic studies on the effects of process variables, coupled with the statistical interpretation of the results are virtually non-existent. Furthermore, to the best of our knowledge, a rigorous kinetic model has not yet been proposed for the degradation of this pollutant by the H2O2/UV process. The objective of this work was to evaluate BPA degradation by the H2O2/UV process, investigating the effects of the initial H2O2 concentration and the specific rate of photons emission (EP,0) by means of a Doehlert experimental design, combined with the response surface methodology. The experiments were performed in a photochemical tubular reactor equipped with a 254-nm UV lamp, for [H2O2]0 and EP,0 in the ranges 1.6-9.6 mmol L-1 and 0.87 × 1018-3.6 × 1018 photons L-1 s-1, respectively. Total BPA degradation was achieved after 60 min of irradiation in all experiments. The best conditions were [H2O2]0 = 7.6 mmol L-1 and EP,0 = 3.6 × 1018 photons L-1 s-1, for which the best performance was obtained regarding the BPA degradation rate, BPA degradation after 15 min, and the second highest TOC removal after 180 min. However, in most experiments less than 75% TOC removal was observed, with 95% mineralization obtained only for the superior [H2O2]0 and EP,0. A mathematical model was developed, considering the reactor characteristics and the radiation field, based on the line source with parallel emission (LSPP) approach, in combination with the radiative transfer equation (RTE), mass balances, and a detailed kinetic model of the H2O2/UV process. The steady-state approximation was applied for all radical species. In the estimation of unknown kinetic constants, the non-linear least squares method was employed. The model was able to satisfactorily fit experimental BPA and H2O2 concentrations as a function of time. This work shows that the H2O2/UV process is a good alternative for BPA removal from aqueous streams, with total degradation of the target compound and adequate percent mineralization under optimal operating conditions. Such conditions may serve as first guidelines for pilot-plant and industrial processes operation. In addition, simulations using the proposed kinetic model may provide useful information for the design and scale-up of pre- or post-treatment of effluents containing this pollutant. / O bisfenol A (BPA) é amplamente utilizado na fabricação de plásticos, resinas epóxi e policarbonatos. Trata-se de um composto tóxico e um desregulador endócrino. Diferentes estudos evidenciam a presença do BPA em diversos compartimentos ambientais em todo planeta, identificando-o como um poluente persistente e resistente à degradação biológica, que apresenta efeitos sinergéticos com outros poluentes. Nesse contexto, os processos oxidativos avançados (POA) têm recebido atenção devido a sua capacidade em degradar poluentes com tais características, transformando-os em compostos menos perigosos ou até mesmo mineralizando-os totalmente. Apesar de haver trabalhos na literatura acerca da utilização de POA para degradação de BPA, estudos sistemáticos dos efeitos de variáveis de processo junto com a interpretação estatística dos resultados são virtualmente inexistentes. Além disso, até onde se sabe um modelo cinético rigoroso ainda não foi proposto para a degradação desse poluente por meio do processo H2O2/UV. Este trabalho teve por objetivo avaliar a degradação do BPA pelo processo H2O2/UV, investigando os efeitos da concentração inicial de H2O2 e da taxa específica de emissão de fótons (EP,0) por meio de um projeto experimental Doehlert, combinado com a análise de superfície de resposta. Os experimentos foram realizados em um reator tubular fotoquímico equipado com uma lâmpada UV de 254 nm, para [H2O2]0 e EP,0 entre 1,6-9,6 mmol L-1 e 0,87 × 1018 - 3,6 × 1018 fótons L-1 s-1, respectivamente. Todos os experimentos sob H2O2/UV resultaram em total degradação do BPA após 60 min de irradiação. Nesse caso, as melhores condições foram [H2O2]0 = 7,6 mmol L-1 e EP,0 = 3,6 × 1018 fótons L-1 s-1, para as quais se obteve o melhor desempenho quanto à taxa de degradação de BPA e à remoção após 15 min, e a segunda maior remoção de COT após 180 min. Entretanto, na maioria dos experimentos menos de 75% de remoção de COT foram observados, com 95% de mineralização obtida apenas para os maiores [H2O2]0 e EP,0. Elaborou-se um modelo matemático que considera as características do reator utilizado e o campo de radiação, baseado no modelo de fonte linear de emissão em planos paralelos (LSPP), combinado à equação de transferência radiativa (RTE), aos balanços materiais e a um modelo cinético detalhado do processo H2O2/UV. Foi empregada a aproximação de estado estacionário para todas as espécies radicalares. Na estimativa das constantes cinéticas desconhecidas, utilizou-se o método de mínimos quadrados não linear. Esse modelo foi capaz de ajustar satisfatoriamente as concentrações experimentais de BPA e de H2O2 em função do tempo. Este trabalho mostra que o processo H2O2/UV constitui uma alternativa conveniente para a degradação de BPA em matrizes aquosas, com total degradação do composto alvo e porcentagem de mineralização adequada nas condições ótimas de operação. Tais condições podem servir como diretrizes iniciais de processamento em escalas piloto e industrial. Por sua vez, simulações empregando o modelo matemático proposto permitem gerar informações úteis para projeto e aumento de escala de processos de pré- ou pós-tratamento de efluentes contendo esse poluente.

Tendo em vista o importante papel desempenhado pelos selantes de fossas e fissuras na prevenção da cárie dental, o objetivo do presente estudo foi avaliar in vitro propriedades mecânicas, químicas e ntimicrobianas do selante isento de bisfenol A Embrace Wetbond™. Para os testes de resistência ao cisalhamento e microinfiltração foram selecionados 135 terceiros molares hígidos, extraídos de humanos, divididos aleatoriamente em 6 grupos: (I) selante Fluroshield® sem contaminação; (II) selante Embrace Wetbond™ sem contaminação; (III) selante Fluroshield® contaminado com saliva; (IV) selante Embrace Wetbond™ contaminado com saliva; (V) selante Fluroshield® contaminado com água; e (VI) selante Embrace Wetbond™ contaminado com água. No estudo de resistência ao cisalhamento os dentes foram seccionados no sentido vestíbulo-lingual, a porção radicular removida e as superfícies mesiais e distais foram embebidas em resina de poliéster. Após o condicionamento do esmalte, foi aplicado o selante com o auxílio de uma matriz de Teflon®. Os espécimes foram termociclados e submetidos ao teste de resistência ao cisalhamento com uma velocidade de 0,5mm/min e célula de carga de 50kgf. Os resultados foram comparados empregando a análise de variância (ANOVA) e pós-teste de Tukey. No estudo de microinfiltração, após o condicionamento do esmalte foi aplicado o selante. Os dentes foram termociclados, selados na região da câmara pulpar com resina composta, isolados, imersos em solução de rodamina B a 0,2%, incluídos em resina acrílica, seccionados, lixados, montados em lâminas, identificados e analisados em microscópio óptico para quantificação da microinfiltração. Os resultados foram comparados empregando o teste de Kruskal-Wallis e o pós-teste de Dunn. No estudo de liberação de fluoreto por meio de água aquecida e saliva artificial foram selecionados dois selantes resinosos contendo fluoreto (Embrace Wetbond™ e Fluroshield®), uma resina composta micro-híbrida (FiltekTM Z-250) e um cimento de ionômero de vidro (Vidrion R). As determinações de fluoreto foram realizadas por potenciometria direta, utilizando o eletrodo seletivo combinado de fluoreto. Para o teste de liberação de fluoreto em saliva artificial foram confeccionados 8 corpos de prova de cada material , os quais foram armazenados em tubos plásticos contendo saliva artificial, substituída diariamente. Após 15 dias, foi avaliada a quantidade de fluoreto liberado nas soluções. Os valores obtidos em mV foram convertidos em ppm (μg/ml). Os resultados foram comparados empregando a análise de variância (ANOVA) e o pós-teste de Tukey. No estudo da atividade antimicrobiana, efetuado por meio do teste de difusão em ágar pelo método do poço, foram selecionados dois selantes resinosos contendo fluoreto (Embrace Wetbond™ e Fluroshield®), um cimento de ionômero de vidro (Vidrion R), solução de digluconato de clorexidina a 1% e soro fisiológico. Foram utilizadas cepas de S. mutans (ATCC 25175 e cepa de campo), na densidade de 1-2 da escala de McFarland. Após o período de incubação, a zona de inibição do crescimento microbiano foi mensurada. Os resultados foram comparados empregando a análise de variância ANOVA e o pós-teste de Bonferroni. O nível de significância em todas as análises estatísticas foi de 5%. No estudo da dosagem de bisfenol A foram selecionados dois selantes resinosos (Embrace Wetbond™ e Fluroshield®), dispensados em recipientes contendo 3ml de metanol. Após homogeneização e filtragem, os extratos foram analisados utilizando um espectrômetro de massas por cromatografia gasosa. Foram realizados testes com as fórmulas moleculares do bisfenol A (C15H16O2) e do Bis-GMA (C29H36O8). Com base nos resultados obtidos pôde-se concluir que o selante Embrace Wetbond™ apresentou resistência ao cisalhamento próxima do mínimo aceitável e alta microinfiltração, quando utilizado de acordo com as indicações do fabricante, em condições de contaminação com umidade. Por outro lado, esse selante apresentou elevada liberação de fluoreto, tanto em água aquecida quanto em saliva artificial, apresentou elevada atividade antimicrobiana e não apresentou liberação de bisfenol A e de Bis- GMA. / Considering the important role of pit-and-fissure sealants on the prevention of dental caries, the purpose of this study was to evaluate in vitro the mechanical, chemical and antimicrobial properties of the bisphenol A-free pit-and-fissure sealant Embrace Wetbond™. For the shear bond strength and microleakage tests, 135 sound human third molars were selected and randomly assigned to 6 groups: (I) Fluroshield® sealant without contamination; (II) sealant Embrace Wetbond™ without contamination; (III) Fluroshield® sealant contaminated with saliva; (IV) Embrace Wetbond™ sealant contaminated with saliva; (V) Fluroshield® sealant contaminated with water; and (VI) Embrace Wetbond™ sealant contaminated with water. For the shear bond strength test, the teeth were sectioned in a buccolingual direction, the root portion was removed and the mesial and distal surfaces were embedded in polyester resin. The sealant was applied to the acid-etched enamel with the aid of Teflon® matrix. The specimens were thermocycled and subjected to a shearing force at a crosshead speed of 0.5mm/min with a 50kgf load cell. Data were analyzed statistically by analysis of variance (ANOVA) and Tukeys post-test. For the microleakage assay, after acid etching of enamel, the teeth were thermocycled, the pulp chamber was sealed with composite resin, and the teeth were rendered waterproof, immersed in 0.2% B rhodamine solution, embedded in acrylic resin, sectioned, ground, mounted on glass slides, identified and analyzed with an optical microscope for quantification of microleakage. The results were compared by the Kruskal-Wallis and Dunns post-test. Two fluoride-containing resin sealants (Embrace Wetbond™ and Fluroshield®), a microhybrid composite resin (FiltekTM Z-250) and a glass ionomer cement (Vidrion R) were selected for the fluoride release test in heated water and artificial saliva. Fluoride measurements were performed with a direct potentiometry using a fluoride ion selective electrode. For the test in saliva artificial, 8 specimens of each material were fabricated and stored in plastic tubes containing artificial saliva, which as daily renewed. The amount of fluoride released in the solutions after 15 days was analyzed, and the the values obtained in mV were converted into PPM (μg/mL). The results were compared by ANOVA and Tukeys post-test. Two fluoride-containing resin sealants (Embrace Wetbond™ and Fluroshield®), a glass ionomer cement (Vidrion R), 1% chlorhexidine digluconate solution and saline were selected for the analysis of the antimicrobial activity using the agar-well diffusion assay. Suspensions of S. mutans strains (ATCC 25175 and field strain) with density equivalent to the 1-2 McFarland scale were used. After incubation, the zones of microbial growth inhibition were measured. The results were compared by ANOVA and Bonferroni post-test. A significance level of 5% was set for all statistical analyses. For the analysis of bisphenol A dosage, two resin sealants (Embrace Wetbond™ and Fluroshield®) were delivered in receptacles containing 3ml of methanol. After homogenization and filtering, the extracts were analyzed under gas chromatography-mass spectroscopy and tests were performed with the molecular formulas of bisphenol A (C15H16O2) and Bis-GMA (C29H36O8). Based on the obtained results, it may be concluded that the sealant Embrace Wetbond™ presented shear bond strength near of the minimum acceptable and great microleakage when used according to the manufacturers instructions under moisture contamination conditions. On the other hand, this sealant presented high fluoride release in both heated water and artificial saliva, showed high activity antimicrobial and did not present release of bisphenol A or Bis-GMA.

O Bisfenol A (BPA) é usado na fabricação de plásticos de policarbonato e resinas epóxi. A exposição pré-natal a esse agente pode causar diversos efeitos, tais como: antecipação da puberdade, hiperplasia de próstata, diminuição do número de espermatozoides, diminuição dos níveis de testosterona, alteração do desenvolvimento e organização tecidual da glândula mamária, diminuição da resposta celular induzida por hormônios, câncer de mama, diabetes, doenças cardiovasculares, alterações das funções de enzimas hepáticas, além de efeitos sobre o desenvolvimento cognitivo. Poucos estudos avaliam os efeitos do BPA sobre as células neuronais, porém existem evidências de que este agente induza a apoptose. O presente trabalho tem como objetivo estudar a neurotoxicidade do BPA, avaliando vias de sinalização que levam a indução da apoptose em cultura primária de hipocampo. As células foram expostas ao BPA nas concentrações de 50, 100, 150, 200, e 250 µM (0,1% DMSO v/v) pelos períodos de 6, 12, 24, e 48 horas para a realização dos ensaios da atividade mitocondrial (MTT) e citotoxicidade pela liberação da enzima Lactato Desidrogenase (LDH). A partir dos resultados de MTT e LDH, foram adotados novos horários de exposição (3, 6 e 9 horas) utilizando somente as concentrações de 200 e 250 µM. Neste novo desenho experimental, foi realizada a quantificação da concentração de BPA na cultura primária por HPLC-PDA, determinação da concentração de Ca2+ intracelular pela quantificação da fluorescência do Fluo-4 AM, caracterização dos mecanismos envolvidos na morte celular por citometria de fluxo e Western Blotting, e avaliação dos receptores de estrógeno ER-α e ER-β por Western Blotting. Nossos resultados apontam que aproximadamente 20% de BPA na concentração de 250 µM após 6 horas de exposição e 18% para a concentração de 200 µM com 9 horas de exposição foram absorvidos pela cultura celular. O ensaio do MTT mostrou que as células expostas a 200 e 250 µM de BPA, por 12, 24 e 48 horas, apresentaram diminuição significativa da função mitocondrial em relação ao controle. Porém, não houve liberação de LDH para o meio de cultura para nenhuma das concentrações de BPA em nenhum dos períodos de incubação, o que sugere que não houve rompimento da membrana plasmática. Foi observada atividade apoptótica somente com a concentração de 250 µM no período de exposição de 6 horas por citometria de fluxo. Não foram encontradas células em necrose, nem alteração na concentração de cálcio intracelular em nenhuma das condições estudadas. Na avaliação dos marcadores de morte celular, observamos aumento da razão de Bax/Bcl-2 para a concentração de 250 µM em todos os períodos de exposição e aumento das caspases 8, 9 e 3 para a concentração de 250 µM no período de exposição de 6 horas, indicando que o BPA deve ativar tanto a via intrínseca como a extrínseca no processo de apoptose. Verificamos ainda, por Western Blotting, que a cultura primária de hipocampo apresenta os receptores de estrógeno ER-α e ER-β. A exposição ao BPA aumentou os ER-α e ER-β avaliados por Western Blotting para as duas concentrações estudadas no período de 6 horas de exposição e, para o período de exposição de 9 horas, houve um aumento do ER-α para a concentração de 250 µM e do ER-β para a concentração de 200 µM. É possível concluir que o BPA pode levar a morte das células neuronais hipocampais por apoptose por ambas as vias intrínseca e extrínseca, sendo o processo de morte celular mais evidente para a concentração de 250 µM no período de 6 horas de exposição. Sugerimos ainda que o aumento observado em ambos os receptores de estrógeno possa representar uma tentativa de interrupção ou reversão do processo de morte celular. / Bisphenol A (BPA) is used in the manufacture of polycarbonate plastics and epoxy resins. The prenatal exposure to this agent may cause several effects, such as anticipation of puberty, prostate hyperplasia, reduced number of sperm, reduced testosterone levels, alteration in the development and tissue organization of the mammary gland, decreased cellular response induced by hormones, breast cancer, diabetes, cardiovascular disease, changes in the functions of liver enzymes, and effects on cognitive development. Few studies have evaluated the effects of BPA in neuronal cells, however there are evidences that this agent may induce apoptosis. This work aims to study the neurotoxicity of BPA, by analyzing the signaling pathways of apoptosis in hippocampus primary culture. Cells were exposed to BPA at 50, 100, 150, 200, and 250 µM (0.1% DMSO v/v) for 6, 12, 24, and 48 hours for the assay of mitochondrial activity (MTT) and the release of the enzyme lactate dehydrogenase (LDH). From the results of MTT and LDH, new exposure times (3, 6 and 9 hours) and only 200 and 250 µM were used. In this new experimental design we performed the quantification of the BPA concentration in the primary culture by HPLC-PDA, intracellular Ca2+ quantification by Fluo-4 AM assay and the characterization of the mechanisms involved in cell death by flow cytometry and Western Blotting assays. Furthermore, evaluation of the estrogen receptor ER-α and ER-β was done by Western Blotting. Our results demonstrate that about 20% of the BPA concentration of 250 µM after 6 hours of exposure and 18% for the concentration of 200 µM with 9 hours of exposure were absorbed by the cell culture. Cells exposed to 200 and 250 µM of BPA for 12, 24 and 48 hours, showed a significant decrease in mitochondrial function, by the MTT assay, compared to control. However, there was no release of LDH into the culture medium for any of the BPA concentrations in any of incubation times studied, which suggests no rupture of the plasma membrane by BPA. Apoptotic activity was observed after 6 hours of exposure to 250µM BPA by flow cytometry. It was not observed cell necrosis and changes in intracellular calcium concentration in any of the studied conditions. Regarding the cell death markers, exposure to 250 µM BPA in all periods of exposure resulted in an increased Bax/Bcl-2 ratio; moreover, an increase in caspase 8, 9 and 3 was detected after exposure to 250 µM BPA for 6 hours. Taken together, these findings indicate that BPA activates both the intrinsic and the extrinsic pathway during the apoptotic process. We also verified by Western Blotting the presence of the estrogen receptors ER-α and ER-β at the primary culture of hippocampus, and that they can be modulated by BPA. The exposure to 200 and 250 µM BPA for 6 hours caused an increase of ER-α and ER-β, however, 9 hours of exposure to 200 µM and 250 µM BPA increased the expression of ER-α and ER-β, respectively. In conclusion, BPA can lead hippocampal neuronal cells to death by both, intrinsic and extrinsic, apoptotic pathways and this process is more evident at 250 µM BPA after 6 hours of exposure. Furthermore, we suggest that the increase of both estrogen receptors might represent an attempt to interrupt or reverse the cell death process.

Le Bisphénol A (BPA) est un perturbateur endocrinien dont les effets développementaux observés chez les rongeurs soulèvent la question du risque pour la santé humaine relatif à une exposition fœtale au BPA. L’objectif de cette thèse est de déterminer les mécanismes toxicocinétiques impliqués dans l’exposition fœtale au BPA. La caractérisation in vivo dans un modèle intégratif ovin des expositions maternelles et fœtales au BPA et à ses métabolites ont permis d’identifier le transfert placentaire et le métabolisme fœto-placentaire comme les déterminants majeurs de l’exposition fœtale au BPA. Le transfert bidirectionnel du BPA à travers le placenta humain se fait par diffusion passive conduisant à un rapport maximal des concentrations plasmatiques de BPA libre entre le fœtus et sa mère de 1. En revanche, la perméabilité placentaire du BPA-G est très limitée, en particulier dans le sens materno-fœtal. Les activités de conjugaison hépatique du BPA ont été faibles chez le fœtus ovin à un stade précoce de gestation et ont augmenté au cours du développement. Par ailleurs la réactivation des conjugués du BPA mise en évidence ex vivo dans les gonades fœtales ovines pourrait conduire à une exposition locale au BPA actif. L’ensemble de ces données suggère que le début de la gestation pourrait représenter une fenêtre critique d’exposition au BPA / Bisphenol A (BPA) an endocrine disruptor interfering with developmental processes in rodents, raises the question of risk for human health related to fetal exposure to BPA. The goal of this work was to determine the toxicokinetic mechanisms involved in fetal exposure to BPA. The disposition of BPA and its metabolites in the maternal-placental-fetal unit in an in vivo ovine model enabled us to identify the placental transfer and the fetal-placental metabolism as the major determining factors of fetal exposure to BPA. Bidirectional placental transfer of BPA occurs by passive diffusion leading to a ratio of free BPA between the fetal and maternal plasma concentrations of about 1. By contrast, the permeability of BPA-G is very limited, particularly in materno-to-fetal direction. The hepatic conjugation activities were very low in ovine fetus at an early stage of development and increased throughout pregnancy. Hydrolysis of BPA conjugates observed ex vivo into fetal ovine gonads could lead to local exposure to native BPA. Altogether, these results suggest that the early stage of pregnancy is a critical window of exposure for the developing fetus

Tecnologias efetivas para o tratamento de águas e efluentes representam um dos grandes desafios da nossa sociedade; dentre as opções, a fotoeletrocatálise pode ser considerada como uma técnica alternativa e de interesse. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver eletrodos de TiO2 modificados visando o tratamento fotoeletrocatalítico de interferentes endócrinos. Realizou-se inicialmente a síntese de nanotubos de TiO2 (TiO2-NT) sobre substrato de Ti metálico via anodização eletroquímica em eletrólito NaH2PO4/HF. Para minimizar as limitações inerentes ao TiO2 realizou-se a eletrodeposição de WO3 sobre os nanotubos de TiO2 (Ti/TiO2-NT/WO3) e diretamente sobre o substrato de Ti metálico. Este último revelou a formação de uma camada fina de TiO2 sobre a superfície, posterior ao tratamento térmico, formando um compósito (Ti/TiO2/WO3). A análise de difração de raios-X confirmou a formação da fase monoclínica de WO3 para ambas as sínteses e a fase anatase para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3. Para as duas sínteses, as medidas de energia dispersiva de raios-X revelaram uma quantidade crescente de W na composição dos eletrodos com o aumento do tempo de eletrodeposição. Teores elevados de W (acima de 1,2 %) apresentaram uma diminuição expressiva nos valores de fotocorrente. No entanto, baixos teores de W (entre 0,4 e 1,2 %) indicaram um aumento de 20 % nos valores de fotocorrente para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3 (20 mA cm-2) e Ti/TiO2/WO3 (17 mA cm-2) comparados aos não modificados, no potencial de +2,0 V. As análises de reflectância difusa mostraram uma baixa energia de bandgap (≈ 2,90 eV, eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3) e um aumento na absorção da irradiação UV-Vis. Posteriormente, os eletrodos modificados foram aplicados na oxidação fotoeletrocatalítica (FE) dos compostos bisfenol-A (BPA) e propilparabeno (PPB), sob irradiação UV-Vis. O método FE apresentou um excelente desempenho em condições ácidas, aplicando-se potencial de +1,50 V e +0,50 V para os eletrodos Ti/TiO2-NT/WO3 e Ti/TiO2/WO3, respectivamente. A mineralização dos compostos BPA e PPB foi superior a 80 % tanto para o Ti/TiO2-NT/WO3 como para o Ti/TiO2/WO3. Quanto à taxa de remoção, o BPA e PPB foram completamente removidos após 45 e 60 min, respectivamente, para os eletrodos de Ti/TiO2/WO3 e após 30 minutos para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3. Adicionalmente, os eletrodos apresentaram um baixo consumo energético e boa estabilidade química. Comparada à técnica de fotocatálise (FC), a FE revelou uma eficiência de mineralização 2 vezes superior para o Ti/TiO2-NT/WO3 e mais de 20 % superior para o Ti/TiO2/WO3. Logo, as modificações dos eletrodos de TiO2 com WO3 constituíram importantes contribuições para o desempenho dos materiais, sendo um passo importante para a aplicação em tratamentos alternativos de descontaminação de águas residuárias. Ainda foi de interesse neste trabalho propor um método para a inserção de nanotubos (TiNT) e nanofolhas (TiNS) de titanatos no interior de nanotubos de TiO2 via eletroforese. O estudo possibilitou o desenvolvimento de um método simples e eficiente para a modificação de nanoestruturas complexas. A movimentação do contra eletrodo sobre a superfície do eletrodo de trabalho, adaptado com uma escova nas laterais, reduziu a espessura da camada de TiNS/TiNT. O potencial aplicado (20 V) e a estimulação mecânica da superfície foram importantes para a incorporação das nanoestruturas dentro dos poros de TiO2-NTs. Como resultado, os eletrodos apresentaram um aumento da hidrofobicidade e uma melhora na capacidade de oxidação direta comparado ao eletrodo não modificado. / Effective technologies for the water and wastewater treatment represent a challenges for our society; among the options, the photoelectrocatalysis can be considered a promising and interesting alternative. In this context, the objective of this study was to develop modified TiO2 electrodes for the photoelectrocatalytic treatment of endocrine disruptors. The synthesis of TiO2 nanotubes (TiO2-NT) on metallic Ti substrate was carried out via electrochemical anodization in NaH2PO4 /HF electrolyte. In order to minimize the limitations inherent of TiO2, the electrodeposition of WO3 was performed on the TiO2 nanotubes (Ti/TiO2-NT/WO3) and also in the metallic Ti substrate. The deposition on the Ti metallic produced a thin layer of TiO2 on the surface, subsequent to the heat treatment, generating a composite (Ti/TiO2/WO3). The X-ray diffraction analysis (XRD) confirmed the monoclinic phase of WO3 for both the syntheses and the anatase phase of TiO2 for the Ti/TiO2-NT/WO3 electrodes. For the two syntheses, the X-ray dispersive energy (EDX) analisys indicated an increasing amount of tungsten (W) in the composition of the electrodes with increasing of electrodeposition time. High W content (above 1.2%) showed a significant decrease in the photocurrent values. However, low content of W (between 0.4 and 1.2 %) indicated an increase of 20 % in the photocurrent values for the electrodes Ti/TiO2-NT/WO3 (20 mA cm-2) and Ti/TiO2/WO3 (17 mA cm-2) compared to the unmodified ones, at the potential of +2.0 V. Difuse reflectance analysis indicated low bandgap energy (≈ 2.90 eV, Ti/TiO2-NT/WO3 electrodes) and an increase in the UV-Vis irradiation absorption. The best electrodes modified with WO3 to the both syntheses were applied in the photoelectrocatalytic oxidation (PEC) of bisphenol-A (BPA) and propylparaben (PPB) compounds, under UV-Vis irradiation. The PEC method presented an excellent performance in acidic conditions, applying a bias potential of +1.50 V and +0.50 V for Ti/TiO2-NT/WO3 and Ti/TiO2/WO3 electrodes, respectively. The mineralization of BPA and PPB compounds was greater than 80% for both Ti/TiO2-NT/WO3 and Ti/TiO2/WO3. In relation to the removal rate, BPA and PPB were completely removed after 45 and 60 min, respectively, for Ti/TiO2/WO3 electrodes and after 30 minutes for Ti/TiO2-NT/WO3 electrodes. Additionally, the electrodes presented a low energy consumption and good chemical stability. Compared to the photocatalysis (PC), the PEC was 2 times higher to the mineralization efficiency for Ti/TiO2-NT/WO3 and almost 20% higher for Ti/TiO2/WO3. Thus, the modifications of the TiO2 electrodes with WO3 represent an important contribution to the performance of materials and, therefore, a positive step for the application in alternative treatments of decontamination of wastewater. It was also of interest in this work to propose a new method for the insertion of nanotubes (TiNT) and nanosheets (TiNS) of titanates inside of TiO2 nanotubes via electrophoretic deposition. In this study was developed a simple and efficient method for the modification of complex nanostructures. The movement of the counter electrode on the surface of the working electrode, adapted with a brush on the edges, reduced the thickness of the TiNS/TiNT layer. The potential applied (20 V) and the mechanical stimulation in the surface were important for the incorporation of TiNS/TiNT into the pores of TiO2-NTs. As a result, the electrodes increased the hydrophobicity and an improvement to the direct oxidation capacity compared to the unmodified electrode.

Tecnologias efetivas para o tratamento de águas e efluentes representam um dos grandes desafios da nossa sociedade; dentre as opções, a fotoeletrocatálise pode ser considerada como uma técnica alternativa e de interesse. Nesse contexto, o presente trabalho teve como objetivo desenvolver eletrodos de TiO2 modificados visando o tratamento fotoeletrocatalítico de interferentes endócrinos. Realizou-se inicialmente a síntese de nanotubos de TiO2 (TiO2-NT) sobre substrato de Ti metálico via anodização eletroquímica em eletrólito NaH2PO4/HF. Para minimizar as limitações inerentes ao TiO2 realizou-se a eletrodeposição de WO3 sobre os nanotubos de TiO2 (Ti/TiO2-NT/WO3) e diretamente sobre o substrato de Ti metálico. Este último revelou a formação de uma camada fina de TiO2 sobre a superfície, posterior ao tratamento térmico, formando um compósito (Ti/TiO2/WO3). A análise de difração de raios-X confirmou a formação da fase monoclínica de WO3 para ambas as sínteses e a fase anatase para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3. Para as duas sínteses, as medidas de energia dispersiva de raios-X revelaram uma quantidade crescente de W na composição dos eletrodos com o aumento do tempo de eletrodeposição. Teores elevados de W (acima de 1,2 %) apresentaram uma diminuição expressiva nos valores de fotocorrente. No entanto, baixos teores de W (entre 0,4 e 1,2 %) indicaram um aumento de 20 % nos valores de fotocorrente para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3 (20 mA cm-2) e Ti/TiO2/WO3 (17 mA cm-2) comparados aos não modificados, no potencial de +2,0 V. As análises de reflectância difusa mostraram uma baixa energia de bandgap (≈ 2,90 eV, eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3) e um aumento na absorção da irradiação UV-Vis. Posteriormente, os eletrodos modificados foram aplicados na oxidação fotoeletrocatalítica (FE) dos compostos bisfenol-A (BPA) e propilparabeno (PPB), sob irradiação UV-Vis. O método FE apresentou um excelente desempenho em condições ácidas, aplicando-se potencial de +1,50 V e +0,50 V para os eletrodos Ti/TiO2-NT/WO3 e Ti/TiO2/WO3, respectivamente. A mineralização dos compostos BPA e PPB foi superior a 80 % tanto para o Ti/TiO2-NT/WO3 como para o Ti/TiO2/WO3. Quanto à taxa de remoção, o BPA e PPB foram completamente removidos após 45 e 60 min, respectivamente, para os eletrodos de Ti/TiO2/WO3 e após 30 minutos para os eletrodos de Ti/TiO2-NT/WO3. Adicionalmente, os eletrodos apresentaram um baixo consumo energético e boa estabilidade química. Comparada à técnica de fotocatálise (FC), a FE revelou uma eficiência de mineralização 2 vezes superior para o Ti/TiO2-NT/WO3 e mais de 20 % superior para o Ti/TiO2/WO3. Logo, as modificações dos eletrodos de TiO2 com WO3 constituíram importantes contribuições para o desempenho dos materiais, sendo um passo importante para a aplicação em tratamentos alternativos de descontaminação de águas residuárias. Ainda foi de interesse neste trabalho propor um método para a inserção de nanotubos (TiNT) e nanofolhas (TiNS) de titanatos no interior de nanotubos de TiO2 via eletroforese. O estudo possibilitou o desenvolvimento de um método simples e eficiente para a modificação de nanoestruturas complexas. A movimentação do contra eletrodo sobre a superfície do eletrodo de trabalho, adaptado com uma escova nas laterais, reduziu a espessura da camada de TiNS/TiNT. O potencial aplicado (20 V) e a estimulação mecânica da superfície foram importantes para a incorporação das nanoestruturas dentro dos poros de TiO2-NTs. Como resultado, os eletrodos apresentaram um aumento da hidrofobicidade e uma melhora na capacidade de oxidação direta comparado ao eletrodo não modificado. / Effective technologies for the water and wastewater treatment represent a challenges for our society; among the options, the photoelectrocatalysis can be considered a promising and interesting alternative. In this context, the objective of this study was to develop modified TiO2 electrodes for the photoelectrocatalytic treatment of endocrine disruptors. The synthesis of TiO2 nanotubes (TiO2-NT) on metallic Ti substrate was carried out via electrochemical anodization in NaH2PO4 /HF electrolyte. In order to minimize the limitations inherent of TiO2, the electrodeposition of WO3 was performed on the TiO2 nanotubes (Ti/TiO2-NT/WO3) and also in the metallic Ti substrate. The deposition on the Ti metallic produced a thin layer of TiO2 on the surface, subsequent to the heat treatment, generating a composite (Ti/TiO2/WO3). The X-ray diffraction analysis (XRD) confirmed the monoclinic phase of WO3 for both the syntheses and the anatase phase of TiO2 for the Ti/TiO2-NT/WO3 electrodes. For the two syntheses, the X-ray dispersive energy (EDX) analisys indicated an increasing amount of tungsten (W) in the composition of the electrodes with increasing of electrodeposition time. High W content (above 1.2%) showed a significant decrease in the photocurrent values. However, low content of W (between 0.4 and 1.2 %) indicated an increase of 20 % in the photocurrent values for the electrodes Ti/TiO2-NT/WO3 (20 mA cm-2) and Ti/TiO2/WO3 (17 mA cm-2) compared to the unmodified ones, at the potential of +2.0 V. Difuse reflectance analysis indicated low bandgap energy (≈ 2.90 eV, Ti/TiO2-NT/WO3 electrodes) and an increase in the UV-Vis irradiation absorption. The best electrodes modified with WO3 to the both syntheses were applied in the photoelectrocatalytic oxidation (PEC) of bisphenol-A (BPA) and propylparaben (PPB) compounds, under UV-Vis irradiation. The PEC method presented an excellent performance in acidic conditions, applying a bias potential of +1.50 V and +0.50 V for Ti/TiO2-NT/WO3 and Ti/TiO2/WO3 electrodes, respectively. The mineralization of BPA and PPB compounds was greater than 80% for both Ti/TiO2-NT/WO3 and Ti/TiO2/WO3. In relation to the removal rate, BPA and PPB were completely removed after 45 and 60 min, respectively, for Ti/TiO2/WO3 electrodes and after 30 minutes for Ti/TiO2-NT/WO3 electrodes. Additionally, the electrodes presented a low energy consumption and good chemical stability. Compared to the photocatalysis (PC), the PEC was 2 times higher to the mineralization efficiency for Ti/TiO2-NT/WO3 and almost 20% higher for Ti/TiO2/WO3. Thus, the modifications of the TiO2 electrodes with WO3 represent an important contribution to the performance of materials and, therefore, a positive step for the application in alternative treatments of decontamination of wastewater. It was also of interest in this work to propose a new method for the insertion of nanotubes (TiNT) and nanosheets (TiNS) of titanates inside of TiO2 nanotubes via electrophoretic deposition. In this study was developed a simple and efficient method for the modification of complex nanostructures. The movement of the counter electrode on the surface of the working electrode, adapted with a brush on the edges, reduced the thickness of the TiNS/TiNT layer. The potential applied (20 V) and the mechanical stimulation in the surface were important for the incorporation of TiNS/TiNT into the pores of TiO2-NTs. As a result, the electrodes increased the hydrophobicity and an improvement to the direct oxidation capacity compared to the unmodified electrode.

Três procedimentos analíticos envolvendo microextração líquido-líquido (MELL) em fluxo foram desenvolvidos para as determinações de formaldeído em leite, detergentes aniônicos em águas de rios e bisfenol A (BPA) em águas de torneira. Microextração líquido-líquido dispersiva (MELLD) foi empregada no primeiro e no segundo procedimentos. O primeiro procedimento foi conduzido em um sistema fluxo-batelada no qual a quantificação espectrofotométrica era realizada diretamente na câmara de mistura/reação, através do acoplamento de fibras ópticas. No segundo, foi explorada a estratégia lab-in-syringe, em que a formação do par iônico entre os detergentes aniônicos e corante catiônico azul de metileno, bem como MELLD ocorriam no interior da seringa, sendo os analitos quantificados na fase orgânica por espectrofotometria. O terceiro procedimento envolveu MELL em sistema de análises por injeção sequencial (SIA), baseada na formação de um filme de 1-octanol na parede da bobina de extração. O extrato foi eluído com etanol e a quantificação de BPA foi realizada por espectrofluorimetria. As linearidades das curvas analíticas, os limites de detecção e os limites de quantificação ao nível de 95% de confiança foram: 0,5-5,0 mg L-1, 100 e 300 ?g L-1 para formaldeído, 0,03-0,5 mg L-1, 9,0 e 29,0 ?g L-1 para detergentes, e 5,0 - 100 ?g L-1, 1,8 ?g L-1 e 5,4 ?g L-1 para BPA. Os procedimentos desenvolvidos não apresentaram efeitos de matriz, e as recuperações se situaram entre 91 e 112%. A precisão e exatidão do procedimento foram concordantes com os procedimentos de referência, ao nível de 95% de confiança. Todos os procedimentos apresentaram coeficientes de variação menores do que 3,5% (n=10), frequência de amostragem de 10-17 h-1, consumiram apenas 30-40 µL de solventes orgânicos e geraram 2,7-6,7 mL de resíduos por determinação / Three analytical procedures involving flow-based liquid-liquid microextraction (LLME) were developed for the determinations of formaldehyde in milk, anionic detergents in river waters, and bisphenol A (BPA) in tap waters. The first and second procedures involved dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) and spectrophotometric detection. The first one was carried out in a flow-batch system, in which the spectrophotometric quantification was performed directly in the mixing/reaction chamber by coupling optical fibers. The second one exploited the lab-in-syringe strategy, in which the ion-pair formation between the anionic detergents and the methylene blue cationic dye, as well as DLLME, were carried out inside the syringe. The third procedure involved LLME in a sequential injection system based on the formation of a 1-octanol film on the inner wall of the extraction coil. The extract was eluted with ethanol and BPA was quantified by spectrofluorimetry. Linear response ranges, detection and quantification limits estimated at the 95% confidence level were: 0.5-5.0 mg L-1, 100 and 300 ?g L-1 for formaldehyde; 0.03-0.5 mg L-1, 9.0 and 29.0 ?g L-1 for detergents, and 5.0-100 ?g L-1, 1.8 and 5.4 ?g L-1 for BPA. Matrix effects were not observed for the assayed samples and recoveries ranged from 91 to 112%. Accuracy and precision of the results agreed with those attained by reference procedures at the 95% confidence level. All procedures yielded coefficients of variation lower than 3.5% (n = 10), sampling rates within 10 and 17 h-1, consumed only 30-40 ?L of organic solvents, and generated 2.7-6.7 mL of waste by determination

The main objective of this work was to develop simple and sensitive electrochemical sensors for the detection of bisphenol A. To investigate the electrochemical behavior of BPA on a bare glassy carbon electrode. To apply the developed biosensor for the determination BPA by differential pulse voltammetry, electrochemical impedance spectrometry, square wave voltammetry and steady-state amperometry. To characterize the synthesized PDMA-PSS by cyclic voltammetry (CV), UV-Vis spectroscopy, transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM).

Using critical feminist theories and methodologies, my research investigates the power relations and influences at play within the field of children's environmental health. I begin with the research question of how a parent's everyday purchase of a toy or other children's product is "hooked into" extra-local governance (agenda-setting, rule-making and monitoring). Focusing on Bisphenol A and phthalates as an example, in-depth interviews were conducted with six government officials (three federal and three municipal), three non-governmental organization (NGO) representatives, a politician, six higher education faculty members and a parent, as well as two focus groups of 23 parents. Legislation and other relevant documents from governments, NGOs, industry and media were analyzed together with reports of their activities and attitudes to theorize "how things work" in the identification and management of toxic substances in products for sale, with a special interest in how this affects children's environmental health. My research revealed the influence of neo-liberalism, corporate power and over-reliance on strictly evidence-based biomedical reductionism in slowing down assessment and regulation of chemicals while many health professionals and grassroots activists have called for swifter responses based on the precautionary principle, as favoured by European governments. That is, politics and bureaucracy, with the approval of industry, over the past two decades, have clung to reductionist science as the only paradigm for understanding toxicity, thus slowing down regulatory processes. Although the historical and epistemological power relations mapped in my research work together to legitimize scientific certainty rather than the precautionary principle, I argue that the resulting regulatory logjam has been and could be addressed by reference to European examples, knowledge produced by collectives and the establishment of upstream and equity-based public health strategies with public input into the process.

Using critical feminist theories and methodologies, my research investigates the power relations and influences at play within the field of children's environmental health. I begin with the research question of how a parent's everyday purchase of a toy or other children's product is "hooked into" extra-local governance (agenda-setting, rule-making and monitoring). Focusing on Bisphenol A and phthalates as an example, in-depth interviews were conducted with six government officials (three federal and three municipal), three non-governmental organization (NGO) representatives, a politician, six higher education faculty members and a parent, as well as two focus groups of 23 parents. Legislation and other relevant documents from governments, NGOs, industry and media were analyzed together with reports of their activities and attitudes to theorize "how things work" in the identification and management of toxic substances in products for sale, with a special interest in how this affects children's environmental health. My research revealed the influence of neo-liberalism, corporate power and over-reliance on strictly evidence-based biomedical reductionism in slowing down assessment and regulation of chemicals while many health professionals and grassroots activists have called for swifter responses based on the precautionary principle, as favoured by European governments. That is, politics and bureaucracy, with the approval of industry, over the past two decades, have clung to reductionist science as the only paradigm for understanding toxicity, thus slowing down regulatory processes. Although the historical and epistemological power relations mapped in my research work together to legitimize scientific certainty rather than the precautionary principle, I argue that the resulting regulatory logjam has been and could be addressed by reference to European examples, knowledge produced by collectives and the establishment of upstream and equity-based public health strategies with public input into the process.