Made available in DSpace on 2016-01-26T18:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gisele_golghetto.pdf: 1021487 bytes, checksum: 2143f9bc567e25ae13a963bafe3cc100 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Introduction: Cadmium is a heavy metal, widely used in industry. It may give rise to the appearance of tumors in multiple organs. Objective: To evaluate the effect of the pH of the water in the genesis of cancer caused by cadmium. Material and methods: We used 98 Wistar rats were divided into seven groups: A - 15 rats that received solution of cadmium chloride (CdCl2 - 400mg / L) in drinking water with a neutral pH (pH 7.0), B - 15 rats that received CdCl2 (400 mg / L) in the drinking water at acidic pH (pH 5.0), C - 15 rats that received CdCl2 (400 mg / L) in drinking water with basic pH (pH 8.0), D - 15 rats that received water at acidic pH (pH 5.0), E - 15 rats that received water with basic pH (pH 8.0), F - 15 rats that received water at neutral pH (pH 7.0 ); G - 8 rats that received cyclophosphamide as a single dose (50mg/kg) on the first day of the experiment (positive control for micronucleus test). Rats of groups A-F were euthanized after 6 months and the group G, 24 hours after the start of the experiment. We removed liver, kidney, pancreas, prostate, seminal vesicles, testes, and bone marrow. Results: There were no pre-neoplastic or neoplastic in liver, kidney, pancreas, seminal vesicles and testes in all groups. Only animals exposed to cadmium showed prostatic intraepithelial neoplasia grade one, being more prevalent in group B (p<0.05), although there was no increase in micronuclei (p>0,05). Conclusion: The acidic pH contributed to the formation of precancerous lesions in the prostate gland of animals exposed to cadmium. / Introdução: O cádmio é um metal pesado, muito utilizado na indústria. Ele poder originar o aparecimento de tumores em múltiplos órgãos. Objetivo: Avaliar o efeito do pH da água ingerida na gênese do câncer provocado por cádmio. Material e métodos: Utilizou-se 98 ratos Wistar, divididos em 7 grupos: A 15 ratos que receberam solução de cloreto de cádmio (CdCl2 - 400mg/L) na água de beber com pH neutro (pH 7,0); B 15 ratos que receberam CdCl2 (400mg/L) na água de beber com pH ácido (pH 5,0); C 15 ratos, que receberam CdCl2 (400mg/L) na água de beber com pH básico (pH 8,0). D 15 ratos que receberam água com pH ácido (pH 5,0); E 15 ratos que receberam água com pH básico (pH 8,0); F 15 ratos, que receberam água com pH neutro (pH 7,0); G 8 ratos que receberam ciclofosfamida em dose única (50mg/kg) no primeiro dia do experimento (controle positivo do teste do micronúcleo). Ratos dos grupos A-F foram eutanasiados após 6 meses e os do grupo G, 24 horas após o início do experimento. Retirou-se fígado, rim, pâncreas, próstata, vesícula seminal, testículos e medula óssea. Resultados: Não foram observadas lesões pré-neoplásicas nem neoplásicas no fígado, rim, pâncreas, vesícula seminal e testículos em todos os grupos. Somente animais expostos ao cádmio apresentaram neoplasia intraepitelial prostática de grau um, sendo mais prevalente no grupo B (p<0,05), porém não houve aumento de micronúcleos (p>0,05). Conclusão: O pH ácido contribuiu para formação de lesões pré-neoplásicas na próstata dos animais expostos ao cádmio.

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:55:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Jose Pimentel Bonfim.pdf: 627142 bytes, checksum: c21af76961f71071fd84a086e01d5155 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Introduction: Cadmium is a heavy metal found in the environment and used industrially and can cause hepato-and nephrotoxic effects. Objective: To evaluate the effect of pH of drinking water in the hepato-and nephrotoxicity caused by chronic cadmium poisoning. Methods: We used 90 Wistar albino rats, adult, male, divided into 6 groups (n = 15): GC5 - solution of cadmium chloride in drinking water at acidic pH (pH 5.0) water; GC7 - solution of cadmium chloride (400mg / L) in drinking water at neutral pH (pH 7.0 water); GC8 - solution of cadmium chloride in water at alkaline pH (pH 8.0); GWC5 - drinking water at acidic pH (pH 5.0); GWC7 - drinking water at neutral pH (pH 7.0); GWC8 - drinking water at alkaline pH (pH 8.0). The animals were euthanized six months after the begnning of the experiment. We performed tests of hepatic and renal function and liver and renal histopathology. Results: The acid pH of the water caused alteration in ALP, ALT and urea in animals exposed to cadmium (p <0.05). In the liver, most of the animals of group GC7 (57.1%) and GC5 group (53.3%) showed diffuse microvesicular steatosis and most of the animals from the other groups showed no steatosis (p> 0.05). In the kidney, although most animals of GC7 group (78.6%) and GWC5 group (71.4%) has presented tubular hydropic degeneration, there was statistically significant difference only in relation to GWC7 group (p <0.05). Conclusion: The cadmium in acid pH of the water led to higher elevation in serum ALP, AST and urea, showing that this heavy metal in a drinking water at acidic pH increases its hepato and nephrotoxic effect. / Introdução: O cádmio é um metal pesado encontrado no meio ambiente e utilizado industrialmente e pode causar efeitos hepato e nefrotóxicos. Objetivo: Avaliar o efeito do pH da água de beber na hepato e nefrotoxicidade provocadas pela intoxicação crônica por cádmio. Material e métodos: Utilizou-se 90 ratos Wistar albinos, adultos, machos, distribuídos em 6 grupos (n=15): GC5 solução de cloreto de cádmio na água de beber com pH ácido (pH 5,0); GC7 solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água de beber com pH neutro (pH 7,0); GC8 solução de cloreto de cádmio na água com pH básico (pH 8,0). GSC5 água de beber com pH ácido (pH 5,0); GSC7 água de beber com pH neutro (pH 7,0); GSC8 água de beber com pH básico (pH 8,0). Os animais foram eutanasiados seis meses após o início do experimento. Realizaram-se provas de função hepática e renal e histopatologia renal e hepática. Resultados: O pH ácido da água influenciou negativamente em ALP, ALT e uréia nos animais expostos ao cádmio (p<0,05). No fígado, a maioria dos animais do grupo GC7 (57,1%) e do grupo GC5 (53,3%) apresentaram esteatose microvesicular difusa, sendo que a maioria dos animais dos outros grupos não apresentou esteatose (p>0,05). No rim, embora a maioria dos animais do grupo GC7 (78,6%) e do grupo GSC5 (71,4%) tenha apresentado degeneração hidrópica tubular, só houve diferença estatisticamente significante em relação ao grupo GSC7 (p<0,05). Conclusão: O cádmio em pH ácido da água levou a maior elevação dos níveis séricos de ALP e AST e de uréia, mostrando que esse metal pesado na dieta hídrica em pH ácido aumenta o seu efeito hepato e nefrotóxico.

Made available in DSpace on 2016-01-26T18:55:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jair Jose golghetto.pdf: 1005677 bytes, checksum: 3a5dcf7568d4ef3768bfecdd027731d6 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Cadmium is a heavy metal and the most abundant non-essential elements found in the environment, being widely used in the industry. There is evidence that cadmium can cause cardiovascular injury. Objective: The purpose of our study was to investigate the effect of water pH in the genesis of cardiovascular injury caused by cadmium poisoning. Methods: For this study, 90 male Wistar rats were used. The animals were divided into 6 groups (n=15): A - cadmium chloride (CdCl2 400 mg / L) in drinking water at a neutral pH of 7.0; B - CdCl2 (400 mg / L) in drinking water at an acidic pH of 5.0; C - CdCl2 (400 mg / L) in drinking water at a basic pH of 8.0; D - water at an acidic pH of 5.0; E - water at a basic pH of 8.0; F - water with a neutral pH (pH 7.0). Animals in all groups were sacrificed after 6 months. We collected the heart and aorta of each rat for microscopic analysis. Results: No microscopic changes were observed in the heart. In aortic, there were fatty streaks in most animals of group A (50%) and B (46%) and in a minority of animals of group C (15.3%), D (0%), and (7%) and C (13.3%) (p <0.05). Conclusion: Cadmium caused the development of fatty streaks in the aorta of animals exposed and exposure of this metal in basic pH decreased the formation of this lesion. / O cádmio é um metal pesado e dos mais abundantes elementos não essenciais encontrados no ambiente, sendo muito utilizado na indústria. Existem evidências que apontam no sentido do cádmio poder provocar efeitos deletérios cardiovasculares. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do pH da água de beber na gênese de lesões cardiovasculares provocadas pela intoxicação por cádmio. Material e métodos: Para este estudo, foram utilizados 90 ratos Wistar, machos. Os animais foram distribuídos em 6 grupos (n=15): A solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água de beber com pH neutro (pH 7,0); B solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água de beber com pH ácido (pH 5,0); C solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água com pH básico (pH 8,0). D água de beber com pH ácido (pH 5,0); E água de beber com pH básico (pH 8,0); F água com pH neutro (pH 7,0). Animais de todos os grupos foram sacrificados após 6 meses. Foi coletado o coração e a aorta de cada rato para análise microscópica. Resultados: Não foram observadas alterações microscópicas no coração. Na aorta, se observou estrias de gordura na maioria dos animais dos grupos A (50%) e B (46%) e na minoria dos animais dos grupos C (15,3%), D (0%), E (7,7%) e F (13,3%) (p<0,05). Conclusão: O cádmio provocou o aparecimento de estrias de gordura na aorta dos animais expostos e a exposição deste metal em pH básico diminuiu a formação desta alteração.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:53:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gisele_golghetto.pdf: 1021487 bytes, checksum: 2143f9bc567e25ae13a963bafe3cc100 (MD5) Previous issue date: 2013-12-17 / Introduction: Cadmium is a heavy metal, widely used in industry. It may give rise to the appearance of tumors in multiple organs. Objective: To evaluate the effect of the pH of the water in the genesis of cancer caused by cadmium. Material and methods: We used 98 Wistar rats were divided into seven groups: A - 15 rats that received solution of cadmium chloride (CdCl2 - 400mg / L) in drinking water with a neutral pH (pH 7.0), B - 15 rats that received CdCl2 (400 mg / L) in the drinking water at acidic pH (pH 5.0), C - 15 rats that received CdCl2 (400 mg / L) in drinking water with basic pH (pH 8.0), D - 15 rats that received water at acidic pH (pH 5.0), E - 15 rats that received water with basic pH (pH 8.0), F - 15 rats that received water at neutral pH (pH 7.0 ); G - 8 rats that received cyclophosphamide as a single dose (50mg/kg) on the first day of the experiment (positive control for micronucleus test). Rats of groups A-F were euthanized after 6 months and the group G, 24 hours after the start of the experiment. We removed liver, kidney, pancreas, prostate, seminal vesicles, testes, and bone marrow. Results: There were no pre-neoplastic or neoplastic in liver, kidney, pancreas, seminal vesicles and testes in all groups. Only animals exposed to cadmium showed prostatic intraepithelial neoplasia grade one, being more prevalent in group B (p<0.05), although there was no increase in micronuclei (p>0,05). Conclusion: The acidic pH contributed to the formation of precancerous lesions in the prostate gland of animals exposed to cadmium. / Introdução: O cádmio é um metal pesado, muito utilizado na indústria. Ele poder originar o aparecimento de tumores em múltiplos órgãos. Objetivo: Avaliar o efeito do pH da água ingerida na gênese do câncer provocado por cádmio. Material e métodos: Utilizou-se 98 ratos Wistar, divididos em 7 grupos: A 15 ratos que receberam solução de cloreto de cádmio (CdCl2 - 400mg/L) na água de beber com pH neutro (pH 7,0); B 15 ratos que receberam CdCl2 (400mg/L) na água de beber com pH ácido (pH 5,0); C 15 ratos, que receberam CdCl2 (400mg/L) na água de beber com pH básico (pH 8,0). D 15 ratos que receberam água com pH ácido (pH 5,0); E 15 ratos que receberam água com pH básico (pH 8,0); F 15 ratos, que receberam água com pH neutro (pH 7,0); G 8 ratos que receberam ciclofosfamida em dose única (50mg/kg) no primeiro dia do experimento (controle positivo do teste do micronúcleo). Ratos dos grupos A-F foram eutanasiados após 6 meses e os do grupo G, 24 horas após o início do experimento. Retirou-se fígado, rim, pâncreas, próstata, vesícula seminal, testículos e medula óssea. Resultados: Não foram observadas lesões pré-neoplásicas nem neoplásicas no fígado, rim, pâncreas, vesícula seminal e testículos em todos os grupos. Somente animais expostos ao cádmio apresentaram neoplasia intraepitelial prostática de grau um, sendo mais prevalente no grupo B (p<0,05), porém não houve aumento de micronúcleos (p>0,05). Conclusão: O pH ácido contribuiu para formação de lesões pré-neoplásicas na próstata dos animais expostos ao cádmio.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:53:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniel Jose Pimentel Bonfim.pdf: 627142 bytes, checksum: c21af76961f71071fd84a086e01d5155 (MD5) Previous issue date: 2014-08-22 / Introduction: Cadmium is a heavy metal found in the environment and used industrially and can cause hepato-and nephrotoxic effects. Objective: To evaluate the effect of pH of drinking water in the hepato-and nephrotoxicity caused by chronic cadmium poisoning. Methods: We used 90 Wistar albino rats, adult, male, divided into 6 groups (n = 15): GC5 - solution of cadmium chloride in drinking water at acidic pH (pH 5.0) water; GC7 - solution of cadmium chloride (400mg / L) in drinking water at neutral pH (pH 7.0 water); GC8 - solution of cadmium chloride in water at alkaline pH (pH 8.0); GWC5 - drinking water at acidic pH (pH 5.0); GWC7 - drinking water at neutral pH (pH 7.0); GWC8 - drinking water at alkaline pH (pH 8.0). The animals were euthanized six months after the begnning of the experiment. We performed tests of hepatic and renal function and liver and renal histopathology. Results: The acid pH of the water caused alteration in ALP, ALT and urea in animals exposed to cadmium (p <0.05). In the liver, most of the animals of group GC7 (57.1%) and GC5 group (53.3%) showed diffuse microvesicular steatosis and most of the animals from the other groups showed no steatosis (p> 0.05). In the kidney, although most animals of GC7 group (78.6%) and GWC5 group (71.4%) has presented tubular hydropic degeneration, there was statistically significant difference only in relation to GWC7 group (p <0.05). Conclusion: The cadmium in acid pH of the water led to higher elevation in serum ALP, AST and urea, showing that this heavy metal in a drinking water at acidic pH increases its hepato and nephrotoxic effect. / Introdução: O cádmio é um metal pesado encontrado no meio ambiente e utilizado industrialmente e pode causar efeitos hepato e nefrotóxicos. Objetivo: Avaliar o efeito do pH da água de beber na hepato e nefrotoxicidade provocadas pela intoxicação crônica por cádmio. Material e métodos: Utilizou-se 90 ratos Wistar albinos, adultos, machos, distribuídos em 6 grupos (n=15): GC5 solução de cloreto de cádmio na água de beber com pH ácido (pH 5,0); GC7 solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água de beber com pH neutro (pH 7,0); GC8 solução de cloreto de cádmio na água com pH básico (pH 8,0). GSC5 água de beber com pH ácido (pH 5,0); GSC7 água de beber com pH neutro (pH 7,0); GSC8 água de beber com pH básico (pH 8,0). Os animais foram eutanasiados seis meses após o início do experimento. Realizaram-se provas de função hepática e renal e histopatologia renal e hepática. Resultados: O pH ácido da água influenciou negativamente em ALP, ALT e uréia nos animais expostos ao cádmio (p<0,05). No fígado, a maioria dos animais do grupo GC7 (57,1%) e do grupo GC5 (53,3%) apresentaram esteatose microvesicular difusa, sendo que a maioria dos animais dos outros grupos não apresentou esteatose (p>0,05). No rim, embora a maioria dos animais do grupo GC7 (78,6%) e do grupo GSC5 (71,4%) tenha apresentado degeneração hidrópica tubular, só houve diferença estatisticamente significante em relação ao grupo GSC7 (p<0,05). Conclusão: O cádmio em pH ácido da água levou a maior elevação dos níveis séricos de ALP e AST e de uréia, mostrando que esse metal pesado na dieta hídrica em pH ácido aumenta o seu efeito hepato e nefrotóxico.

Made available in DSpace on 2016-07-18T17:53:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jair Jose golghetto.pdf: 1005677 bytes, checksum: 3a5dcf7568d4ef3768bfecdd027731d6 (MD5) Previous issue date: 2015-03-27 / Cadmium is a heavy metal and the most abundant non-essential elements found in the environment, being widely used in the industry. There is evidence that cadmium can cause cardiovascular injury. Objective: The purpose of our study was to investigate the effect of water pH in the genesis of cardiovascular injury caused by cadmium poisoning. Methods: For this study, 90 male Wistar rats were used. The animals were divided into 6 groups (n=15): A - cadmium chloride (CdCl2 400 mg / L) in drinking water at a neutral pH of 7.0; B - CdCl2 (400 mg / L) in drinking water at an acidic pH of 5.0; C - CdCl2 (400 mg / L) in drinking water at a basic pH of 8.0; D - water at an acidic pH of 5.0; E - water at a basic pH of 8.0; F - water with a neutral pH (pH 7.0). Animals in all groups were sacrificed after 6 months. We collected the heart and aorta of each rat for microscopic analysis. Results: No microscopic changes were observed in the heart. In aortic, there were fatty streaks in most animals of group A (50%) and B (46%) and in a minority of animals of group C (15.3%), D (0%), and (7%) and C (13.3%) (p <0.05). Conclusion: Cadmium caused the development of fatty streaks in the aorta of animals exposed and exposure of this metal in basic pH decreased the formation of this lesion. / O cádmio é um metal pesado e dos mais abundantes elementos não essenciais encontrados no ambiente, sendo muito utilizado na indústria. Existem evidências que apontam no sentido do cádmio poder provocar efeitos deletérios cardiovasculares. Objetivo: O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do pH da água de beber na gênese de lesões cardiovasculares provocadas pela intoxicação por cádmio. Material e métodos: Para este estudo, foram utilizados 90 ratos Wistar, machos. Os animais foram distribuídos em 6 grupos (n=15): A solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água de beber com pH neutro (pH 7,0); B solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água de beber com pH ácido (pH 5,0); C solução de cloreto de cádmio (400mg/L) na água com pH básico (pH 8,0). D água de beber com pH ácido (pH 5,0); E água de beber com pH básico (pH 8,0); F água com pH neutro (pH 7,0). Animais de todos os grupos foram sacrificados após 6 meses. Foi coletado o coração e a aorta de cada rato para análise microscópica. Resultados: Não foram observadas alterações microscópicas no coração. Na aorta, se observou estrias de gordura na maioria dos animais dos grupos A (50%) e B (46%) e na minoria dos animais dos grupos C (15,3%), D (0%), E (7,7%) e F (13,3%) (p<0,05). Conclusão: O cádmio provocou o aparecimento de estrias de gordura na aorta dos animais expostos e a exposição deste metal em pH básico diminuiu a formação desta alteração.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-09-26T14:23:41Z No. of bitstreams: 1 MORGANA FABÍOLA CUNHA SILVA CANUTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2007..pdf: 11947934 bytes, checksum: 493b8b41a0683172ddfe091d9f129285 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-26T14:23:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MORGANA FABÍOLA CUNHA SILVA CANUTO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2007..pdf: 11947934 bytes, checksum: 493b8b41a0683172ddfe091d9f129285 (MD5) Previous issue date: 2007-05-31 / CNPq / O aumento das atividades industriais intensificou os problemas com poluição ambiental por metais pesados e principalmente por cádmio, por ser dentre os metais pesados, muito utilizados em vários processos industriais e por ser extremamente tóxico em baixas concentrações, além de causar sérios problemas de saúde. A biossorção, vem se colocando como uma alternativa potencialmente atrativa para uma grande variedade de efluentes industriais. Este processo vem adquirindo suma importância por utilizar biossorventes de baixo custo operacional, além de que os mesmos podem apresentar alta seletividade e taxa de remoção. Dentre os biossorventes utilizados para retenção dos metais pesados em efluentes industriais destacam-se os fungos, a exemplo da Saccharomyces cerevisiae que pode ser utilizado neste processo por possuir grande capacidade de retirar metais pesados dos efluentes industriais. Uma outra vantagem é que se trata de um resíduo facilmente obtido em grandes quantidades como subproduto de processos industriais, tendo em vista que o Brasil é o maior produtor mundial de álcool etílico via processo fermentativo, utilizando-se deste microrganismo como agente da fermentação. Experimentos da cinética de biossorção do íon cádmio utilizando a Saccharomyces cerevisiae foram realizados, sendo os mesmos conduzidos em tanques agitados. Os modelos empíricos cinéticos utilizados foram o modelo empírico de dois parâmetros e o pseudo-segunda ordem, os mesmos apresentaram boa reprodutibilidade para o parâmetro qe (capacidade adsortiva), como também se obteve bom ajuste nas curvas cinéticas, exceto quando se trabalhou com concentração elevada e na maior temperatura. A técnica de planejamento experimental foi utilizada para avaliar os efeitos das variáveis concentração inicial do íon metálico e temperatura sobre os parâmetros cinéticos. A concentração inicial do íon metálico estudado foi a variável que apresentou influência significativa quando comparado com o efeito da temperatura nas condições estudadas. Os melhores resultados de capacidade de adsorção foram obtidos com o aumento da concentração do metal. / The increase in the industrial activities has intensified the problems of environmental pollution by heavy metals and mainly due to cadmium. Cadmium metal is the one which is mostly used in various industrial processes and is extremely toxic in low concentrations, besides causing serious health problems. The biosorption process is becoming a potentially attractive alternative for a great variety of industrial effluents. This process is important as it utilizes biosorbents of low operational cost, higher selectivity and high metal removal rates. Amongst the biosorbents used for heavy metal retention from industrial effluents, the fungi are distinguished. For example, the Saccharomyces cerevisiae can be used for such purpose as it has higher capacity of metal removal from industrial effluents. Another advantage is that, it is a residue which is easily obtained in big amounts as by-product of industrial processes. Brazil is world-wide big producer of ethanol and utilizes this microorganism as fermentation agent. Kinetic experiments for cadmium ion biosorption using Saccharomyces cerevisiae in agitated recipient were carried out. The empirical kinetic models used were the empiric model of two parameters and the pseudo-secondorder. These models presented a good reproduction for the parameter qe (adsorption capacity), as well as showed a good fit for experimental kinetic curves, except when high concentration and temperature were used. To evaluate the effect of initial concentration of the metal ion and temperature variables on the kinetic parameters the experimental design methodology was used. The initial metal ion concentration was the variable that had significant influence when compared with the effect of the temperature, in the conditions studied. The best adsorption capacity results were obtained when the metal ion concentration was increased.

The cadmium silicates family are composed by materials that exhibit interesting optical properties. As other silicates, the material is partially covalent and partially ionic. The covalent characteristic is given by the strong Si-O interactions within the (SiO4)4- groups. The ionic nature is due to the presence of the Cd2+ ions interacting with the silicate group. In the present work this system were studied via computer modelling method based on interatomic potentials and energy minimization. A potential set was developed that accurately reproduces the structure of the cadmium silicate family compounds, CdSiO3, Cd3SiO5 e Cd2SiO4. Apart from the Coulombic interaction, the model includes pair wise short range interactions, Cd-O, Si-O and O-O. A three-body O-Si-O term was needed to describe the covalence nature of SiO4 group. These potential set was used in the defect calculations based on the Mott-Littleton approximation, embodied in the GULP code. For CdSiO3 both intrinsic and extrinsic defects were studied. The following intrinsic defects were considered: Schottky, Pseudo-Schottky, Anti-Schottky and Frenkel. The most energetically favoured intrinsic disorder was found to be the Cadmium Frenkel defect, but CdO pseudo-Schottky disorder may also occur due to the low energy difference. The extrinsic defects due to trivalent dopants were also modelled. Trivalent metal dopants can in principle be incorporated in the matrix substituting at the Cd or Si sites. For both cases, charge compensation mechanisms are needed to keep the charge neutrality of the lattice and a range of possible mechanisms were taken into account, including Cd2+ or O2- vacancies, Cd2+ or O2- interstitials and Cd-Si antisites. For each mechanism, a solid state reaction was devised and the corresponding solution energy was calculated. The most favourable defect is the one with the lowest solution energy. The results indicate that the trivalent ions substitute at the Cd2+ site with Cd-Si anti-site as the main charge compensating defect, but cadmium vacancy is also possible due to a small difference in the solution energies. / No presente trabalho foi estudado a família dos silicatos de cádmio através do método de modelagem computacional; baseado em potenciais interatômicos e minimização de energia. Um conjunto de novos potenciais foi desenvolvido possibilitando reproduzir com boa precisão as matrizes: CdSiO3, Cd3SiO5 e Cd2SiO4. As interações consideradas nessas matrizes, além da interação Coulombiana, foram as que ocorrem entre o Cd-O, Si-O e O-O, e o termo de três-corpos O-Si-O; sendo este necessário para descrever a natureza covalente do grupo (SiO4)4- . Este conjunto de potencial foi utilizado nos cálculos de defeitos com base na aproximação de Mott-Littleton. No caso da fase CdSiO3, os seguintes defeitos intrínsecos foram considerados: Schottky, Pseudo-Schottky, Anti-Schottky e Frenkel; sendo o defeito intrínseco mais favorável energeticamente o defeito Frenkel do cádmio, mas podendo o defeito pseudo-Schottky do composto CdO também ocorrer. Os defeitos extrínsecos devido a dopantes trivalentes também foram modelados. Esses íons podem, em princípio, ser incorporado no CdSiO3 por substituição no sítio do Cd ou sítio de Si. Em ambos os casos, mecanismos de compensação de carga são necessários para manter a neutralidade da rede. Além, de uma série de mecanismos possíveis também foram considerados incluindo vacâncias de Cd2 +, O2- ou intersticiais de Cd2+ ou O2-. Para cada mecanismo, uma reação de estado sólido foi formulada e a energia de solução correspondente foi calculada. O defeito mais favorável é aquele que corrersponde a energia de solução de menor valor. Os resultados indicam que o íon trivalente substitui o sítio do Cd2+ por compensação de cádmio no sítio do silício. No entanto, outras ocupações no sítio do cádmio são possiveis devido a uma pequena diferença nas energias de solução para o CdSiO3.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:07:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrea Colombo.pdf: 2540597 bytes, checksum: 5361b16fecab0f39c969122aa444a7d5 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this study the soybean hulls sorption potential in Cd2+ and Pb2+ in mono and binary component systems has been investigated at batch mode. In order to evaluate the effect of untreated and treated soybean hulls biomass, metal-bearing solution pH, sorption temperature, particle grain size, and agitation velocity on the improvement of the adsorption capacity of Cd2+ and Pb2+ cations, a series of adsorption preliminary tests, in duplicates, were performed. Regarding better sorption conditions, kinetic and equilibrium sorption experiments at batch mode were carried out for both mono and binary component systems. For preliminary and kinetic sorption experiments a series of 125 mL Erlenmeyer-type flask containing 300 mg dried soybean hulls in contact with 50 mL metal-bearing solutions at a 4 mequiv. L-1 concentration of Cd2+ and Pb2+ cations under controlled temperature and agitation velocity in a shaker. Regarding the equilibrium contact time, other sorption experiments, in duplicate, consisting of a series of mixture of 50 mL metal-bearing solutions and 50-1000 mg dried soybean hulls biomass were also performed under controlled temperature and agitation velocity in a shaker. In single component systems, a cation concentration of 4 mequiv. L-1 was tested, while in binary component systems three concentration combination in Cd2+-Pb2+bearing solutions were tested. After each sorption experiment, biosorbent was separated from metal solution by a 0.45 µm pore size membrane filtration system, performing then the determination of Cd and Pb concentrations in diluted liquid samples by flame atomic absorption spectrometry. Sorption tests regarding untreated soybean hulls biomass, pH 5 for Cd2+ and pH 4 for Pb2+, 30oC sorption temperature, a mixture of different particle grain sizes, and 100 rpm agitation velocity have showed the best results on the biosorbent performance to sequestrate Cd2+ and Pb2+ cations from metal-bearing solutions. The kinetic test data have shown that the equilibrium was achieved at contact times of 120 and 180 min for Cd2+ and Pb2+, respectively. Meanwhile, 55 and 64% concentration reductions for Cd2+ and Pb2+, respectively, were also achieved. Furthermore, the pseudo-second order kinetic model has fitted better the sorption kinetic data for both tested divalent cations. The equilibrium sorption data for mono-component systems have been well fitted by the Langmuir isotherm model, with maximum sorption capacity (qmax) of 0.5091 ± 0.0054 mequiv.g-1 and 0.6577 ± 0.0218 mequiv.g-1 for Cd2+ and Pb2+, respectively. Bicomponent equilibrium data were graphically represented by a 3D adsorption surface and modeled by a modified extended-to-multicomponent Langmuir-type isotherm, obtaining good fits. The results indicates that each component maximum capacity depends on the other species at the solution, inasmuch total adsorption capacity remains constant. Besides, a second component at the solution influences the isotherm curve shape. Thus, based on sorption results, untreated soybean hulls biomass is an alternative low-cost biosorbent to be applied in treatment systems of industrial effluents containing high concentration of Cd2+ and Pb2+ cations. / O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da casca de soja no processo de biossorção, em sistema fechado batelada, das espécies metálicas cádmio (II) e chumbo (II) em soluções monocomponente e bicomponente. Foram realizados testes preliminares para verificar o efeito do tratamento no biossorvente, pH da solução, temperatura de sorção, granulometria do biossorvente e velocidade de agitação, na remoção dos íons metálicos. As melhores condições obtidas nos testes preliminares foram utilizadas nos testes cinéticos e de equilíbrio, monocomponente e bicomponente. Para os testes preliminares e cinéticos foram colocados, em frasco erlenmeyer de 125 mL, 300 mg de casca de soja em contato com 50 mL de solução com concentração de aproximadamente 4 mequiv.L-1 do íon metálico (cádmio ou chumbo). Para os testes de equilíbrio foram colocados, em frasco erlenmeyer de 125 mL, 50 a 1000 mg de biomassa com 50 mL de solução. No teste de equilíbrio monocomponente, a concentração inicial da solução foi em torno de 4 mequiv.L-1 do íon metálico (cádmio ou chumbo), e no bicomponente, as seguintes combinações de concentrações de cádmio e chumbo foram utilizadas: 4 - 4 mequiv L-1, 1 - 3 mequiv L-1; e 3 - 1 mequiv L-1. Todas as amostras foram mantidas com temperatura e agitação controladas por período pré-determinado. Em seguida, foram filtradas em membrana com tamanho dos poros de 0,45 µm, diluídas e analisadas em relação a concentração dos íons inicialmente presentes na solução por espectrofotometria de absorção atômica. Todos os testes foram realizados em duplicata. Os resultados dos testes preliminares mostraram que as melhores condições para biossorção dos íons cádmio e chumbo foram casca de soja sem tratamento (in natura), pH 4, temperatura de adsorção de 30°C, mistura granulométrica do biossorvente e velocidade de agitação 100 rpm. Nos testes cinéticos o tempo de equilíbrio foi de 120 min para o cádmio, com taxa de remoção de 55%, e de 180 min para o chumbo, com uma taxa de remoção de 64%. O modelo cinético de pseudosegunda ordem foi o que melhor representou os dados experimentais para ambos os íons metálicos. Aos dados de equilíbrio, o modelo que melhor se ajustou foi o de Langmuir cujos parâmetros q_max e b para os íons de Cd (pH 5) e Pb (pH 4) foram: 0,50910 ± 0,0054 mequiv.g-1 e 1,16236 ± 0,03242 L.mequiv-1 e 0,65773 ± 0,02181 mequiv.g-1 e 0,74735 ± 0,09479 L.mequiv-1. Os dados de equilíbrio, bicomponente, foram representados graficamente por meio da superfície de adsorção e modelados pelo modelo de Langmuir estendido modificado, obtendo-se bom ajuste. Os resultados mostraram que a máxima capacidade de cada espécie metálica é um parâmetro dependente de outra espécie da mistura, enquanto que a capacidade de adsorção total assume um valor constante. Além disso, a presença de outro metal em solução afetou a forma da curva da isoterma. Assim, pelos resultados obtidos pode-se afirmar que a casca de soja possui grande potencial para o tratamento de efluentes contendo cádmio e chumbo.

Os metais são de grande importância para os seres vivos em geral e particularmente para o homem. Alguns metais são essenciais ao metabolismo em pequenas quantidades, mas em maiores concentrações tornam-se tóxicos. Com o aumento da população humana e o desenvolvimento tecnológico, a poluição pelos metais tem se tornado um problema mundialmente grave. Nesta pesquisa foi investigada a toxicidade aguda, de forma isolada e em misturas, de quatro metais comuns na face da Terra, o cobre, o cádmio, o mercúrio e o manganês, os quais são muito utilizados e reconhecidamente tóxicos a diversos organismos, sobre a sobrevivência dos invertebrados tropicais, Tramea cophysa (Odonata), Chlamydotheca sp. e Strandesia trispinosa (Ostracoda). A sobrevivência das espécies expostas a uma série de concentrações de cada metal foi avaliada e a sensibilidade comparada entre as espécies estudadas e entre diferentes espécies de regiões tropicais e temperadas por meio de curvas de distribuição das sensibilidades (SSDs). O manganês foi o metal menos tóxico dentre aqueles testados, possivelmente devido à imobilização deste na cutícula das espécies-teste. T. cophysa esteve entre as espécies mais tolerantes aos metais e S. trispinosa entre as espécies mais sensíveis, quando comparadas a outros invertebrados utilizados em testes ecotoxicológicos. Pelas respostas observadas nos testes com os compostos isolados concluiu-se que as espécies selecionadas são organismos adequados para avaliações de toxicidade. Para as combinações dos compostos sulfato de cobre/cloreto de cádmio o modelo da Adição da Concentração foi o que melhor explicou a toxicidade sobre a sobrevivência de S. trispinosa indicando ajuste antagonístico. Para sulfato de cobre/cloreto de mercúrio e sulfato de cobre/sulfato de manganês, o modelo da Adição da Concentração também foi o que melhor explicou a toxicidade sobre a sobrevivência de S. trispinosa, mas indicando sinergismo quando o sulfato de cobre predominou na mistura e antagonismo quando o cloreto de mercúrio e o sulfato de manganês predominaram nas misturas. Já para a mistura cloreto de cádmio/cloreto de mercúrio, o modelo que melhor explicou os efeitos da mistura sobre a sobrevivência de S. trispinosa foi o de Ação Independente, sendo o melhor ajuste aos dados dado pelo desvio sinergístico. Um outro aspecto da toxicidade dos metais avaliados foram os efeitos da exposição de Tramea cophysa e de Chlamydotheca sp. a concentrações sub-letais dos quatro metais. Foi verificado que a taxa de predação de T. cophysa diminuiu quando exposta a concentrações crescentes de sulfato de cobre, cloreto de cádmio e cloreto de mercúrio, enquanto para Chamydotheca sp. houve um aumento na taxa de predação para a maioria das concentrações dos metais testados. Portanto, para entender como os metais afetam as comunidades, é preciso avaliar a toxicidade para cada espécie tanto aguda quanto crônica. Enfrentar esse desafio na Ecotoxicologia é essencial para a compreensão do modo como os contaminantes podem afetar desde o comportamento de indivíduos a comunidades ecológicas. / Metals are very important for live beings in general and particularly for men. Some metals are essential to metabolismo in small amounts, but in higher concentrations they become toxic. With the exponencial increase of human population and technological development, metal pollution has become a severe world-wide problem. In this study we investigated the acute toxicity of isolately and in mixture combinations of four common metals on Earth, which are widely used, but well recognized as toxicants to both, terrestrial and aquatic organisms. The acute toxicity of copper, cadmium, mercury and manganese on the survival of tropical invertebrates, Tramea cophysa (Odonata), Chlamydotheca sp. and Strandesia trispinosa (Ostracoda) was evaluated for each metal isolately and as binary mixtures. The survival of this species exposed to a series of concentrations of each metal was evaluated and their sensitivity compared among the species studied and with different species of tropical and temperate regions by constructing Species Sensitivity Distribution curves (SSDs). Manganese was the least toxic compared to other tested metals, possibly due to its immobilization in the cuticle of the test species. T. cophysa was among the species more tolerant to these metals and S. trispinosa among the most sensitive species when compared to other invertebrates used in ecotoxicological tests. From the responses observed in the tests with the isolated compounds it was concluded that the selected species are adequate to toxicity evaluations. For the combinations of the copper sulfate/cadmium chloride compounds the Concentration Addition model was the one which best explained the toxicity on S. trispinosa survival indicating antagonistic adjustment. For copper sulphate and mercury chloride mixture and copper sulphate and manganese sulphate, the Concentration Addition model also best explained the toxicity of S. trispinosa survival, but indicating synergism when copper sulphate predominated in the mixture and antagonism when mercury chloride and manganese sulphate predominated in the mixtures. For the mixture of cadmium chloride andmercury chloride, the model that best explained the effects of the mixture on the survival of S. trispinosa was that of Independent Action, being the best fit to the data given by the synergistic deviation. Other aspects of the toxicity of the evaluated metals were the effects of the exposure of Tramea cophysa and Chlamydotheca sp. to sub-lethal concentrations of the four metals. It was verified that the predation rate of T. cophisa decreased when exposed to increasing concentrations of copper sulphate, cadmium chloride and mercury chloride, whereas for Chamydotheca sp. there was an increase in the rate of predation for most concentrations of the metals tested. Therefore, to understand how metals affect communities, it is necessary to assess the toxicity for each species both acute and chronic. Addressing this challenge in Ecotoxicology is essential for understanding how contaminants can affect from the behavior of individuals to ecological communities.