Nas últimas décadas tem havido uma grande preocupação com os níveis de poluição ambiental, uma vez que esta tem causado problemas à saúde humana e perdas significativas na produção agrícola. A contaminação do ambiente por metais pesados vem se tornando um problema global, sendo uma ameaça cada vez mais presente em muitos ecossistemas, especialmente próximo a áreas industriais e urbanas. A poluição por metais pesados, particularmente pelo cádmio (Cd), considerado um dos mais tóxicos é gerada principalmente pelas atividades de mineração e industriais, (manufatura de baterias, produção de fertilizantes, estabilização de plásticos), além da utilização de lodo de esgoto e fertilizantes fosfatados. Quando há exposição aos metais pesados, danos oxidativos freqüentemente ocorrem, devido à intensificação na produção de espécies ativas de oxigênio (EAOs), as quais estimulam a produção de enzimas responsáveis por sua desintoxicação, dentre elas as peroxidases, superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT), glutationa redutase (GR), guaiacol peroxidase e outras. O estudo dessas variações pode fornecer dados importantes relativos aos níveis de tolerância, especificidade da resposta e níveis de poluição no ambiente. Esses dados também podem ser úteis para obtenção de microrganismos mais tolerantes, além de estudos relacionados a biorremediação, técnica que consiste na remoção de íons tóxicos do ambiente com o auxílio de organismos vivos. Há pouca informação na literatura com referência à resposta antioxidante de fungos ao efeito do metal pesado cádmio. O objetivo desse trabalho foi estudar variações nas enzimas antioxidantes em resposta à exposição a diferentes concentrações de Cd em uma linhagem do fungo Aspergillus sp., a CadG1, por possuir tolerância ao cádmio. Para conhecer o comportamento enzimático dessa linhagem em resposta ao Cd, foram realizados experimentos para determinação de massa seca e para estudar as respostas enzimáticas, nas concentrações de 0; 0,2; 0,6; 1,2 e 2,0 mM de cloreto de cádmio (CdCl2), e tempos de exposição de 6, 9, 12, 24 e 48 horas, a partir de um crescimento de 12 horas em meio mínimo. A linhagem CadG1 apresentou variações nas atividades de SOD e CAT e GR nos tempos de exposição e concentrações estudados. Observou-se um efeito significativo de tempo, concentraçao e da interação entre esses fatores sobre o crescimento da linhagem e também sobre a quantidade de proteínas totais extraídas do micélio da linhagem CadG1. Os resultados obtidos sugerem o cádmio induziu a formação de peróxido de hidrogênio (H2O2), que por sua vez, induziu a atividade de CAT e GR. / In the last decades there has been a great deal of concerning towards environmental pollution levels, due to the problems it has caused to the human health and also contributing to agricultural yield decreasing. Contamination of the environment with heavy metals is becoming a serious global problem, threatening seriously different ecosystems, particularly those near urban and industrial areas. Heavy metal pollution, caused mainly by cadmium (Cd), is considered one of the more toxic, which is generated by mining and industrial activities (battery manufacturin) and the usage of sewage sludge and phosphate fertilizers. When things are exposed to heavy metals, oxidative damage often occurs, due to the generation of reactive oxygen species (ROS), which can stimulate enzymes responsible for their detoxification, such as peroxidases, superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), guaiacol peroxidase and others. The study of these variations may allow obtaining the tolerance levels evaluation, specificity of response and levels of pollution in the environment. These data may be useful in breeding programs to select tolerant microrganisms, besides the studies related to the bioremediation, technique that involves the toxic ions removal, by living organisms, from the environment. There is little information in literature about the antioxidant response of fungus to the effects of the heavy metal cadmium. This work aims to study the variation of antioxidant enzymes in response to different concentrations of cadmium in one Aspergillus sp. strain, CadG1, which is cadmium tolerant. To know the enzymatic behaviour of this strain in response to cadmium, experiments were conducted to determine the dried mass and to study the enzymatic responses in concentrations of 0; 0,2; 0,6; 1,2 and 2,0 mM of CdCl2, and in different times of exposure, 6, 9, 12, 24 e 48 hours, after initial growth for 12 hours in minimum medium. The CadG1 strain show variation in the activities of SOD, CAT and GR in the exposure and concentrations studied periods. It has observed a significant effect on the time, concentration and interaction among these factors on the strain growing and the total proteins amount extracted from the strain mycelium. The results suggest that cadmium induced the formation of hydrogen peroxide (H2O2), which induced the activities of CAT and GR as well.

Com o crescimento urbano e industrial houve considerável aumento na geração de resíduos, tais como os biossólidos provenientes de estações de tratamento de esgoto. Diversas estratégias de utilização desse resíduo tem sido propostas, e o uso agrícola como fertilizante tem se tornado prática comum. Entretanto, os biossólidos podem apresentar caráter poluente, dependendo, dentre outro fatores, dos níveis de metais pesados no resíduo. A concentração total de metais nos solos pode ser utilizada como indicativo dos efeitos da aplicação agrícola de biossólidos, porém pode não refletir sua biodisponibilidade. A determinação das espécies em solução, bem como a distribuição dos metais na fase sólida, obtida por meio da extração seqüencial, são ferramentas úteis para avaliar as mudanças no comportamento desses elementos nos solos em resposta à aplicação de biossólidos. Os objetivos desse trabalho foram adaptar um método de extração seqüencial adequado para Latossolos tratados com biossólidos; avaliar o efeito do pH e da força iônica na retenção e distribuição de Zn, Cu e Cd nas fases sólidas (solo e biossólido) e em solução; testar os efeitos de condicionadores químicos de solo, na imobilização de metais. A modificação do método de extração seqüencial de metais foi adequado para obter a distribuição de Zn, Cu e Cd em Latossolos e biossólidos. Nas amostras originais de solo, o Zn e o Cu estavam presentes em frações pouco móveis (residual e ligado aos óxidos de Fe), enquanto o Cd foi encontrado ligado, principalmente, às superfícies dos óxidos. Nos biossólidos, os óxidos de Mn e de Fe tiveram papel importante na retenção de metais. A redução do pH da solução ocasionou aumento na quantidade de metais em solução, sobretudo nas formas livres, e na fração trocável nos solos. Esse efeito foi mais acentuado para Zn e Cd, em relação ao Cu. O efeito da força iônica não foi acentuado. Os condicionadores de solos foram eficientes na imobilização de Zn, Cu e Cd, porém a elevação do pH favoreceu a redução na concentração de metais em solução ou ligados à fração prontamente disponível (trocável). Em contrapartida, a quantidade de metais ligados à fração carbonatos/superfície dos óxidos foi aumentada com o uso dos condicionadores. Em geral, o uso do CaCO3 (pH 7) promoveu a menor disponibilização de metais do biossólido para solução. / The production of residues such as biosolids has been increased in urban and industrial societies. Many alternatives of their disposal have been proposed, and the agricultural application as a fertilizer has been more common. However, depending on the heavy metal contents, the biosolids may have a toxic effect in the environment. The metal total concentration in soils is an indicative related to the effects of agricultural application of biosolids, even though, it can not reflect their bioavailability. The determination of the species in solution, as well as the distribution of the metals in the solid phase, using the sequential extraction method, are useful tools for evaluating the changes in the metal behavior in the soils in response to the biosolid application. The objectives of this work were to: (i) develop a method of sequential extraction suitable for Oxisols treated with biosolids; (ii) evaluate the pH and the ionic strenght effect on the retention and distribution of Zn, Cu and Cd in the solid phases (soil and biosolid) and on the solution; to test the efficiency of different amendments in the immobilization of metals. The modified sequential extraction procedure was appropriate to assess Zn, Cu and Cd distribution in Oxisols and biosolids. In the original samples, Zn and Cu were associated with non-mobile fractions (residual and iron oxides), while Cd was found to be related with surface oxides fraction. The Mn and Fe oxide fractions played an important role in the metal retention by biosolids. As pH decreased, an increase in the metal concentrations in solution was observed, mainly as free-ions, and associated with the exchangeable fraction in the soils. The effect was more evident for Zn and Cd, comparing to Cu. The effect of the ionic force was not pronounced. The amendments were efficient in the immobilization of Zn, Cu and Cd. However, the pH elevation decreased the metal concentration either in solution or associated with the fraction readily available (exchangeable). On the other hand, the amount of metals found in the carbonate/surface oxide was increased with the use of amendments. In general, CaCO3 (pH 7) decreased the biosolid dissolution and, consequently, the release of metals to solution.

O uso de biomassas para biossorção de metais pesados é bem documentado na literatura e vários tipos de espécies de microrganismos e algas já foram testados. A maior parte destes trabalhos foi realizada com biomassa seca para prevenir qualquer resposta metabólica indesejável. Vários estudos na literatura sugerem o uso de biomassa seca sobre condições moderadas, tais como secagem ao sol; por outro lado, vários trabalhos recomendam a faixa de 313K a 353K para garantir completa inativação da biomassa. O efeito da biomassa seca ao sol a 303K e seca a 333K em estufa na remoção de Cd2+ é aqui reportado. A avaliação dos resultados foi baseada na cinética e capacidade de remoção do metal pela alga Sargassum filipendula. Os resultados indicam que a adsorção máxima de metal não foi notadamente reduzida quando a biomassa seca em estufa foi usada, para concentrações de cádmio na faixa de 10,0 a 500,0 mg L-1. O estudo cinético realizado indicou que o modelo de pseudo segunda ordem ajustou melhor os dados experimentais, tanto para uma solução diluída (10 mg L-1) quanto para a concentrada (100 mg L-1). Em ambos os casos, os efeitos da secagem em estufa, a 60C refletiu-se suavemente na remoção do metal. Os dados experimentais foram melhor ajustados pelo modelo de Langmuir em comparação com o modelo de Freundlich. Análises termogravimétricas mostraram que não havia dano estrutural no biossorvente devido à secagem em estufa. O espectro de infravermelho não indicou diferença entre a biomassa in natura e seca. O efeito da temperatura na biossorção do metal significativo na faixa de 303K a 328K, refletindo-se na capacidade de remoção do cádmio / The use of biomass for biosorption of heavy metals is well documented in the literature and several types of microbial species and seaweeds were already tested. Most of these works are conducted with dry biomass in order to prevent any undesirable metabolic response. Several literature reports suggest drying the biomass under mild conditions, such as sun-drying; on the other hand, several reports recommend the range from 313 K to 353 K to ensure complete inactivation of the biomass. The effect of sun-drying the biomass at 303 K and oven-drying at 333 K in Cd2+ ions remotion is here reported. Evaluation of results was based on the kinetics and uptake capacity of the metal by the seaweed Sargassum filipendula. Results indicated that the maximum metal uptake was not markedly reduced when oven-dried biomass was used, for cadmium concentrations ranging from 10.0 to 500.0 mg L-1. Kinetic tests performed indicated a better fit of the experimental data to the pseudo second order model, both for a dilute (10 mg L-1) and a concentrated solution (100 mg L-1). In both cases the effect of drying in an oven, at 333 K was slightly reflected in the uptake. Results were best represented by the Langmuir model in comparison to the Freundlich model. Thermogravimetric analysis confirmed that no structural damage due to drying at high temperatures was observed. Infrared spectra indicated no difference between the in natura and dried biomass. The effect of temperature on the metal uptake was significant in the range from 303 to 328 K, reflected in the cadmium uptake capacity

Orientador: Ivanise Gaubeur / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, 2012

O Cd é um elemento pontecialmente tóxico que, em altas concentrações nos sistemas agrícolas, pode entrar na cadeia alimentar e causar malefícios ao homem. Quando um solo apresenta níveis de Cd acima do permitido ou estabelecido, sua disponibilidade pode estar acima das concentrações de origem no solo. Entre as medidas para a redução da sua disponibilidade está a aplicação de fontes de fósforo que, porém, podem apresentar uma determinada concentração de Cd como impureza oriunda da sua matéria prima (fosfato natural). Uma técnica que permite a obtenção de informações sobre a origem e o destino do Cd do solo e do fertilizante no sistema solo-planta é a técnica isotópica com auxilio do 109Cd. O presente estudo teve por objetivos: a) desenvolver e aplicar a metodologia com o radioisótopo 109Cd na avaliação da fitodisponibilidade de Cd; b) quantificar o Cd do solo e do contido no superfosfato triplo que foi absorvido pelas culturas de alface, feijão, milho e eucalipto; c) estudar o efeito do P na absorção de Cd por essas culturas; d) identificar, dentre as culturas estudadas, as espécies vegetais que apresentam eficiência na extração de Cd e estabelecer doses de fosfato para remediação. Foi conduzido na casa de vegetação do Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), em Piracicaba-SP, um experimento, com delineamento inteiramente casualizado, para a determinação da fitodisponibilidade de Cd em solo contaminado, com 43 mg kg-1, e tratado com cinco doses de fósforo (0, 250, 500, 1000, 2000 e 4000 mg kg-1 de P) na forma de superfosfato triplo. As culturas estudadas foram alface, feijão, milho e eucalipto. Amostras de solo do experimento antes da semeadura do experimento foram retiradas e analisadas em relação ao pH(CaCl2), fósforo disponível e teor de Cd extraído por método de DTPA e Mehlich-1 e valo L (109Cd e 32P). A adição de superfosfato triplo no solo contaminado promoveu diminuição do pH do solo e aumento do teor de fósforo disponível. O extrator DTPA indicou uma redução da disponibilidade do Cd no solo enquanto Mehlich-1 acusou o contrario. Apesar das condições adversas do solo as culturas da alface, milho e eucalipto responderam a doses de P, com aumentos na produção de matéria seca, com exceção do feijoeiro que teve seu desenvolvimento comprometido. Os teores de Cd na alface diminuíram nas doses de 250 a 500 mg kg-1 e na cultura do milho nas doses de 250 a 1000 mg kg-1. No feijão os teores de Cd aumentaram e no eucalipto os teores de Cd não apresentaram diferenças. O valor L de Cd aumentou nas quatro culturas estudadas com a adição de superfosfato triplo, em todas as doses aplicadas. Dos totais de Cd encontrados nas culturas, 2 a 40% foram provenientes do superfosfato triplo. Dentre as culturas estudadas as que apresentaram potencial para projetos de fitorremediação de Cd foram eucalipto e milho / Cadmium is one of potentially toxic element, which, in high concentrations in agricultural systems, may enter into the food chain and cause harm for man. When a soil presents Cd above the permitted or established level, its availability to the crops could be above the original concentration of the soil. Among the measures for reducing the availability of this element to the plant is the application of phosphorus sources, which, however, may present a certain concentration of Cd, as an impurity of raw material (phosphate rock). A technique which permit to obtain information on the origin and fate of Cd from the soil and of the fertilizer in soil plant systems is the isotopic technique using 109Cd. The present study had the objectives to: a) develop and apply of the methodology of 109Cd radioisotope on the evaluation of plant available soil Cd; b) quantity the soil Cd and of the triple superphosphate which was taken up by the lettuce, bean, corn and eucalyptus crops; c) study the effect of P on the Cd uptake by these crops; d) identify, among the crops studied, the plant species efficient in extracting Cd and establish rates of P for remediation. An experiment in a completely randomized design was conduced in the green house of Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA/USP), in Piracicaba-SP, to determine the plant availability of Cd in a contaminated soil with 43 mg kg-1 of this element treated with five rates of phosphorus (0, 250, 500, 1000, 2000 and 4000 mg kg-1 of P) as triple superphosphate. The crops studied were, lettuce, bean, corn and eucalyptus. Soil samples were analyzed for pH, available P and Cd using DTPA and Mehlich-1 extractants and L value (109Cd and 32P). The addition of the triple superphosphate to the contaminated soil promoted reduction in pH and increased available P. The DTPA extractant indicated reduction of Cd availability in the soil while the Mehlich-1 showed the opposite. In spite of soil adverse condition the lettuce, corn and eucalyptus plants responded to P rates, with increase in dry matter yield, except the bean, to which had the growth affected. The Cd content in the lettuce decreased in the rates of 250 to 500 mg kg-1 and for the corn crop in the rates of 250 to 1000 mg kg-1. For bean crop the Cd content increased but there was no difference for the eucalyptus. The L value for Cd increased in all four crops with the addition of triple superphosphate, in all rates. From the Cd accumulated in the crops, 2 to 40% was derived from the triple superphosphate. Among the crops studied, eucalyptus and corn presented potential for the phytoremediation purpose

A disposição de resíduos sólidos ou a aplicação de pesticidas e fertilizantes podem levar ao aumento da concentração de elementos potencialmente tóxicos, especialmente os metais pesados, em solos e águas subterrâneas. Como o solo vem sendo considerado potencial depósito para disposição desses resíduos, é importante conhecer os mecanismos de retenção e transporte destes elementos para minimizar seu impacto ao ambiente. Uma maneira de avaliar o comportamento de um metal no solo é por meio de estudos de adsorção. Avaliou-se o efeito da variação do pH na adsorção de metais pesados, em sistemas individual e competitivo, em amostras da camada superficial (0-0,2 m) de 30 solos representativos do Estado de São Paulo. Isotermas de adsorção foram elaboradas após adição de 10 a 200 mg L-1 de Cd, Cu, Ni e Zn, na forma de nitrato, tendo a solução de NaNO3 0,01 mol L-1 como eletrólito suporte. O efeito do pH na adsorção dos metais foi avaliado por meio da adição de 20 ml de uma solução de NaNO3 0,01 mol L-1 com 0,1 mol L-1 de cada um dos quatro metais. O ajuste do pH foi feito ou com HNO3 ou com NaOH, procurando-se obter valores entre 4 a 7. Após agitação das amostras e posterior centrifugação, foram feitas determinações dos metais na solução de equilíbrio. A quantidade de metal adsorvida foi calculada pela diferença entre a concentração adicionada e a remanescente na solução de equilíbrio. A partir dos resultados experimentais, obtiveram-se parâmetros de adsorção derivados dos modelos de Langmuir e de Freundlich, os quais foram correlacionados com atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos. A adequação das equações de Langmuir e de Freundlich aos resultados de adsorção dos quatro metais foi satisfatória e com altos coeficientes de correlação para a maioria das observações. Para todos os solos, as quantidades de Cd, Cu, Ni e Zn adsorvidas foram diretamente proporcionais às doses adicionadas. O Cu apresentou os maiores valores dos parâmetros de adsorção estimados pelos modelos de Langmuir e Freundlich. Os parâmetros adsorção máxima de Langmuir e capacidade adsortiva de Freundlich foram positivamente correlacionados com o pH do solo. Foi observado aumento na adsorção dos metais à medida que aumentou o pH até que fosse atingido um platô. Em altos valores de pH, houve decréscimo na adsorção de alguns metais em alguns solos. A seqüência de adsorção encontrada para a maioria dos solos ao pH 4,5 e 5,5 foi Cu > Cd > Zn > Ni. Ao pH 6,5 a seqüência encontrada na maioria dos solos foi Cd > Zn > Cu > Ni. / The disposal of solid waste or the application of pesticides and fertilizers may increase the concentration of potentially toxic elements, especially heavy metals, in soil and in groundwater. As the soil has been considered a potential deposit for the provision of such wastes, it is important to know the mechanisms of retention and transport of these elements to minimize their impact to the environment. The behavior of a metal in soil may be evaluated through adsorption studies. The effect of pH variation on the adsorption of heavy metals was evaluated, under individual and competitive systems, in samples from the surface layer (0-0.2 m) of 30 representative soils of the State of São Paulo. Adsorption isotherms were prepared after addition of 10 to 200 mg L-1 of Cd, Cu, Ni and Zn in the form of nitrate, and the background electrolyte was a 0.01 mol L-1 NaNO3 solution. The pH effect on metals adsorption was evaluated after adding 20 ml of 0.01 mol L-1 NaNO3 solution with 0.1 mol L-1 of each metal. The adjustment of pH was made or with HNO3 or with NaOH, in order to achieve pH values among 4 to 7. After shaking the samples and subsequent centrifugation, metal concentration was determined in the equilibrium solution. The amount of adsorbed metal was calculated by the difference between the added and the remaining concentration in the equilibrium solution. Adsorption parameters estimated by Langmuir and Freundlich models were obtained with the experimental data and were related with physical, chemical and mineralogical soil attributes. Langmuir and Freundlich models fitted well the adsorption results for the four metals, with high correlation coefficients for the majority of the data. For all soils, adsorbed amounts of Cd, Cu, Ni and Zn were directly correlated to the added doses. Cu had the highest values of adsorption parameters estimated by both Langmuir and Freundlich models. The maximum adsorption from Langmuir model and the adsorption capacity from Freundlich model were positively correlated with soil pH. In The adsorption increased as a result of pH increase until a plateau was achieved. Under high pH values, a decrease in the adsorption of some metals was observed in some soils. The sequence of adsorption found for the majority of the soil pH 4.5 and 5.5 was Cu > Cd > Zn > Ni. For the pH 6.5 the sequence found in most soils was Cd > Zn > Cu > Ni.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:37:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo_Felipe_Braga_Sousa.pdf: 2380899 bytes, checksum: 582d8143d3817966aeb1759943f4e71d (MD5) Previous issue date: 2015-02-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / This paper proposes to evaluate the development of crambe and wheat plants cultivated in soil contaminated with levels of Cd and Pb. The soils were contaminated with metals using the CdCl2 and PbCl2H2O salts in five doses based on investigation values (IV) of Resolution #420 of CONAMA (dose 1 - existing value in the soil; dose 2 - half of the IV, dose 3 - IV; dose 4 - three times the IV and dose 5 - ten times the IV) resulting in 0; 1.5; 3; 9 and 30 mg kg-1 for Cd and 33; 90; 180; 540 and 1800 mg kg-1 to Pb prior to sowing. The development of the crops were evaluated, as well as gas exchange during vegetative and reproductive period, determining the parameters related to gas exchange. During flowering were determining plant nutrient composition of the N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn, besides of Cd and Pb. At the end of the cycle production components were quantified for both cultures. Subsequent to this, the plants were cut in plant parts and the bioavailability of metals in their tissues were determinate. In plants of crambe the soil contamination with Cd and Pb reduced photosynthesis, increased breathing also interferes negatively on mineral nutrition and productivity in general, the Cd s had a higher bioavailability when compared with Pb, being found in all plant parts of crambe from 1.5 mg kg-1 of Cd in the soil, Pb was retained only in the roots, not being translocated to the shoot. In wheat, according to the results, the contamination by Cd and Pb does not interfere with gas exchange, but negatively affects the development, mineral nutrition, roots and productivity of wheat plants. In plant tissue, Pb was less mobile than Cd, and accumulated in lower concentrations on, but from the VI's, both metals were found in the whole plant. Thus, although acceptable results, it is concluded that it is necessary more studies to be considered the use these plants in contaminated soil as production alternatives / O presente trabalho avaliou o desenvolvimento de plantas de crambe e trigo cultivadas em solos contaminados com níveis de Cd e Pb. Para tanto foram desenvolvidos quatro experimentos simultâneos, um para cada metal e dois para cada cultura. Os solos foram contaminados com os metais utilizando os sais de CdCl2 e PbCl2H2O em cinco doses baseadas nos valores de investigação (VI) da resolução Nº 420 do CONAMA (dose 1 - valor preexistente no solo; dose 2 - metade do VI; dose 3 - o VI; dose 4 - três vezes o VI e dose 5 dez vezes o VI) resultando em 0; 1,5; 3; 9 e 30 mg kg-1 para Cd e 33; 90; 180; 540 e 1800 mg kg-1 para Pb previamente à semeadura. Foi avaliado o desenvolvimento das culturas, assim como a fotossíntese durante o período vegetativo e reprodutivo, determinando os parâmetros relacionados às trocas gasosas. Durante o florescimento foram avaliados a composição nutricional das plantas determinando os teores de N, P, K, Ca, Mg, Cu, Zn, Fe, Mn além de Cd e Pb. Ao final do ciclo foram quantificados os componentes de produção para ambas as culturas. Posterior a isso, as plantas foram seccionadas em órgãos vegetais e determinadas a fitodisponibilidade dos metais nos respectivos tecidos. Nas plantas de crambe a contaminação dos solos com Cd e Pb reduziu a fotossíntese, aumentou a respiração além de interferir negativamente na nutrição mineral e produtividade em geral, o Cd apresentou maior fitodisponibilidade quando comparado com o Pb, sendo encontrados em todas as partes das plantas de crambe a partir de 1,5 mg kg-1 de Cd no solo, o Pb ficou retido apenas nas raízes, não sendo translocado para a parte aérea. Nas plantas de trigo, de acordo com os resultados, a contaminação por Cd e Pb não interfere nas trocas gasosas, porém afeta negativamente o desenvolvimento, nutrição mineral, sistema radicular e produtividade destas. Nos tecidos vegetais, o Pb mostrou-se menos móvel que o Cd, sendo acumulado em menores concentrações relativas, porém a partir dos VI's, ambos os metais foram encontrados em toda a planta. Deste modo, apesar de alguns resultados dentro das legislações vigentes, conclui-se que é necessário maiores estudos para ser considerado o uso dessas plantas em solos contaminados como alternativas de produção

A disposição de resíduos sólidos ou a aplicação de pesticidas e fertilizantes podem levar ao aumento da concentração de elementos potencialmente tóxicos, especialmente os metais pesados, em solos e águas subterrâneas. Como o solo vem sendo considerado potencial depósito para disposição desses resíduos, é importante conhecer os mecanismos de retenção e transporte destes elementos para minimizar seu impacto ao ambiente. Uma maneira de avaliar o comportamento de um metal no solo é por meio de estudos de adsorção. Avaliou-se o efeito da variação do pH na adsorção de metais pesados, em sistemas individual e competitivo, em amostras da camada superficial (0-0,2 m) de 30 solos representativos do Estado de São Paulo. Isotermas de adsorção foram elaboradas após adição de 10 a 200 mg L-1 de Cd, Cu, Ni e Zn, na forma de nitrato, tendo a solução de NaNO3 0,01 mol L-1 como eletrólito suporte. O efeito do pH na adsorção dos metais foi avaliado por meio da adição de 20 ml de uma solução de NaNO3 0,01 mol L-1 com 0,1 mol L-1 de cada um dos quatro metais. O ajuste do pH foi feito ou com HNO3 ou com NaOH, procurando-se obter valores entre 4 a 7. Após agitação das amostras e posterior centrifugação, foram feitas determinações dos metais na solução de equilíbrio. A quantidade de metal adsorvida foi calculada pela diferença entre a concentração adicionada e a remanescente na solução de equilíbrio. A partir dos resultados experimentais, obtiveram-se parâmetros de adsorção derivados dos modelos de Langmuir e de Freundlich, os quais foram correlacionados com atributos físicos, químicos e mineralógicos dos solos. A adequação das equações de Langmuir e de Freundlich aos resultados de adsorção dos quatro metais foi satisfatória e com altos coeficientes de correlação para a maioria das observações. Para todos os solos, as quantidades de Cd, Cu, Ni e Zn adsorvidas foram diretamente proporcionais às doses adicionadas. O Cu apresentou os maiores valores dos parâmetros de adsorção estimados pelos modelos de Langmuir e Freundlich. Os parâmetros adsorção máxima de Langmuir e capacidade adsortiva de Freundlich foram positivamente correlacionados com o pH do solo. Foi observado aumento na adsorção dos metais à medida que aumentou o pH até que fosse atingido um platô. Em altos valores de pH, houve decréscimo na adsorção de alguns metais em alguns solos. A seqüência de adsorção encontrada para a maioria dos solos ao pH 4,5 e 5,5 foi Cu > Cd > Zn > Ni. Ao pH 6,5 a seqüência encontrada na maioria dos solos foi Cd > Zn > Cu > Ni. / The disposal of solid waste or the application of pesticides and fertilizers may increase the concentration of potentially toxic elements, especially heavy metals, in soil and in groundwater. As the soil has been considered a potential deposit for the provision of such wastes, it is important to know the mechanisms of retention and transport of these elements to minimize their impact to the environment. The behavior of a metal in soil may be evaluated through adsorption studies. The effect of pH variation on the adsorption of heavy metals was evaluated, under individual and competitive systems, in samples from the surface layer (0-0.2 m) of 30 representative soils of the State of São Paulo. Adsorption isotherms were prepared after addition of 10 to 200 mg L-1 of Cd, Cu, Ni and Zn in the form of nitrate, and the background electrolyte was a 0.01 mol L-1 NaNO3 solution. The pH effect on metals adsorption was evaluated after adding 20 ml of 0.01 mol L-1 NaNO3 solution with 0.1 mol L-1 of each metal. The adjustment of pH was made or with HNO3 or with NaOH, in order to achieve pH values among 4 to 7. After shaking the samples and subsequent centrifugation, metal concentration was determined in the equilibrium solution. The amount of adsorbed metal was calculated by the difference between the added and the remaining concentration in the equilibrium solution. Adsorption parameters estimated by Langmuir and Freundlich models were obtained with the experimental data and were related with physical, chemical and mineralogical soil attributes. Langmuir and Freundlich models fitted well the adsorption results for the four metals, with high correlation coefficients for the majority of the data. For all soils, adsorbed amounts of Cd, Cu, Ni and Zn were directly correlated to the added doses. Cu had the highest values of adsorption parameters estimated by both Langmuir and Freundlich models. The maximum adsorption from Langmuir model and the adsorption capacity from Freundlich model were positively correlated with soil pH. In The adsorption increased as a result of pH increase until a plateau was achieved. Under high pH values, a decrease in the adsorption of some metals was observed in some soils. The sequence of adsorption found for the majority of the soil pH 4.5 and 5.5 was Cu > Cd > Zn > Ni. For the pH 6.5 the sequence found in most soils was Cd > Zn > Cu > Ni.

Sabe-se que dentre os principais contaminantes ambientais estão os metais pesados, decorrentes da intensa atividade agroindustrial das últimas décadas. Em especial, o cádmio (Cd) é um elemento não essencial que está entre os poluentes ambientais mais tóxicos a humanos, animais e plantas, mesmo em baixas concentrações. Considerando a relevância da problemática da toxicidade por Cd, a caracterização da resposta de um sistema modelo largamente usado como o Micro-Tom, é essencial para o maior conhecimento dos processos fisiológicos, bioquímicos e genéticos envolvendo a toxicidade e a resistência ao Cd. Outro fator a ser considerado é a importância econômica do tomate para a agricultura mundial, aliando as perdas de produtividade à falta de conhecimento sobre os mecanismos de toxicidade. A proposta do projeto foi o estudo do comportamento de plantas de Micro-Tom expostas ao Cd, através do processo de estresse oxidativo decorrente da exposição ao metal. Por meio de todos os parâmetros analisados ao longo do projeto, foi possível caracterizar o modelo Micro-Tom quanto à toxicidade por Cd. Após toda esta parte exploratória de caracterização dos níveis de atividade antioxidativa, foi possível a inclusão de mutantes hormonais (auxina, etileno) já introduzidos nesse cultivar, tornando o estudo mais investigativo com novas perspectivas da relação hormonal com os mecanismos de toxicidade e resistência a fatores de estresse em geral. / It is known that among the main environmental contaminants are included the heavy metals, a result of the intense industrialized activity. Cadmium (Cd) is a non essential element that is among the most dangerous heavy metals, leading to considerable losses in plant productivity and hazardous health effects, even in low concentrations. Considering the high Cd toxicity, the characterization of the responses by a model system like Micro-Tom may be essential to understanding about physiological, biochemistry and genetic processes involved with the toxicity and resistance to Cd. Another major aspect to be considered is the economical importance of tomato in world agriculture and the possible losses of productivity caused by Cd. The main objective of this part of the work was to study Cd-induced oxidative stress in Micro- Tom plants. Through the parameters analysed, it was possible to characterize the Micro-Tom model related to Cd toxicity. After this initial characterization based mainly on antioxidative activities, it was possible to include in the study hormonal mutants (auxin, ethylene, introduced into the Micro-Tom line), in order to investigate whether these mutants respond differently from the wild-type when Cd-induced oxidative stress is concerned.

Orientador: Devaney Ribeiro do Carmo / Resumo: O presente trabalho descreve a preparação de partículas formadas a partir de Pentacianonitrosilferrato (III) de sódio e Cloreto de cádmio. As partículas foram preparadas em quatro proporções empregando os solventes Água/Formamida (100:0; 80:20; 40:60; 0:100) com o objetivo de investigar a sua influência na morfologia, topologia e nas propriedades eletrocatalíticas das partículas. Os materiais foram caracterizados por técnicas espectroscópicas e eletroquímica tais como: Espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), Espectroscopia Raman, Reflectância difusa (UV-visível), Difração de raios-X (DRX), Microscopia eletrônica de varredura (MEV), Espectrometria de energia dispersiva de raios-X (EDS), Microscopia eletrônica de transmissão (MET) e voltametria cíclica (VC). Após as caracterizações foram realizados estudos sobre as propriedades eletroquímicas dos materiais utilizando um eletrodo de pasta de grafite. Dos quatro sistemas estudados, apenas dois foram sensíveis à concentrações de isoniazida, a saber o CdNP-3 e CdNP-4. Ambos os sistemas apresentaram duas regiões lineares de sinal em função da concentração com limites de detecção de 6,80×10-5 mol L-1 e 7,07×10-4 mol L-1, e 2,18×10-4 mol L-1 e 1,16×10-3 mol L-1 para os sistemas CdNP-3 e CdNP-4, respectivamente. Para o sistema CdNP-3 observou-se uma sensibilidade amperométrica de 23,96 mA mol L-1 e 10, 83 mA mol L-1, já para CdNP-4 observou-se uma sensibilidade amperométrica de 17,80 mA mol L-1 e 5,79 mA mol L-1 para cada reg... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The present work describes the preparation of particles formed from Sodium Pentacyanonitrosylferrate (III) and Cadmium Chloride. The particles were prepared in four ratios using solvents Water / Formamide (100:0, 80:20, 40:60, 0:100) to investigate the influence on particle morphology, topology and electrocatalytic properties. The materials were characterized by spectroscopic and electrochemical techniques such as: Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), Raman spectroscopy, Diffuse reflectance (UV-Visible), X-ray diffraction (XRD), Scanning electron microscopy (SEM), Energy dispersive X-ray spectroscopy (EDS), Transmission electron microscopy (TEM) and Cyclic voltammetry (CV). After the characterization studies, the electrochemical properties of materials were performed using a graphite paste electrode. Of the four systems studied, only two tests with concentrations of isoniazid, CdNP-3 and CdNP-4. Both systems presented two linear concentrations with detection limits of 6.80 × 10-5 mol L-1 and 7.07 × 10-4 mol L-1 and 2.18 × 10-4 mol L-1 and 1.16 × 10-3 mol L-1 for the CdNP-3 and CdNP-4 systems, respectively. For the CdNP-3 system, an amperometric sensitivity of 23.96 mA mol L-1 and 10.83 mA mol L-1 was observed, whereas for CdNP-4 an amperometric sensitivity of 17.80 mA mol L-1 and 5.79 mA mol L-1 for each linear region. / Mestre