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

As plantas de aguapé foram cultivadas em por oito dias em água contendo 0,05 e 0,50 mM de CdCl2. A relação entre a toxicidade do cádmio (Cd) e as reações oxidativas foram estudadas, bem como os efeitos do metal no metabolismo de nitrogênio. A atividade da superóxido dismutase foi alterada pelo metal, com o desaparecimento de isoformas após oito dias de tratamento, A atividade da catalase em folhas aumentou durantes os dois primeiros dias tratamento a após este período foi registrado queda na atividade da enzima, em raízes a atividade foi detectada somente em plantas expostas ao metal por um dia e apresentou um aumento. A glutationa redutase de modo geral apresentou uma queda na atividade durante os tratamentos. A atividade da glutationa S-transferase aumentou com um e quatro dias de tratamento e mostrou diminuição em plantas coletadas com dois e oito dias. Foram encontrados indícios de maior peroxidação lipídica em plantas submetidas a maior dose do metal por quatro dias. Com relação ao metabolismo de nitrogênio as plantas apresentaram uma atividade da enzima nitrato redutase mais elevada em folhas após oito dias de exposição. A quantidade de nitrato foi encontrada nas folhas foi menor que a encontrada em raiz exceto em plantas submetidas à dose maior do metal por oito dias. A concentração de aminoácidos solúveis foi maior nas folhas com destaque para as folhas das plantas expostas por oito dias a maior concentração de Cd. O metal pesado provocou queda nos níveis de clorofila das plantas, acentuada após oito dias de exposição. O mesmo foi notado para o acúmulo de biomassa, plantas submetidas a menor dose de Cd tiveram menor crescimento enquanto plantas expostas a maior dose praticamente não cresceram ou tiveram perdas de matéria fresca. O percentual de nitrogênio foi maior em folhas com valores variando em torno de 4% enquanto em raízes o percentual de nitrogênio se manteve em torno de 2%. De acordo com os dados podemos concluir que o Cd induziu fitotoxicidade em plantas de aguapé, interferindo em vários processos metabólicos. / Plants of hyancinth were treated during 8 days in water containing 0,05 and 0,50 mM of CdCl2 under natural light in a glasshouse maintained at 25-32°C with a 16 h photoperiod. The effect of cadmium on oxidative enzymes and nitrogen metabolism was studied. After 8 days an alteration on SOD activity was observed when the pattern of bands was analyzed by electrophoresis. The activity of catalase in the leaves increased after 2 days of exposition to the metal followed by a decreasing after this period, whereas in the roots the activity was detected only in the first day being higher in the plants exposed to the metal when compared to the control. The activity of glutathione reductase decreased during the experiment, whereas the activity of glutathione S-transferase increased in the 1st and 4th days and decreased in the 2nd and 8th days. The results suggest a lipidic peroxidation in the plants exposed during four days to the highest metal concentration. When the nitrogen metabolism was concerned, the activity of nitrate reductase was shown to be changed as an effect of the metal toxicity, being predominant in the leaves in the beginning of the experiment, but in the 8th day the roots appeared to take over this function. The highest concentration of nitrate was observed in the roots, except for the plants exposed to the highest metal concentration, whereas the highest soluble amino acids concentration was observed in the leaves. Also the effect of the metal was observed on the chlorophyll content and the biomass accumulation. The highest nitrogen content was observed in the leaves showing an average of 4%, whilst the roots showed an average of 2%. According to our results the Cd inducing phytotoxicity on water hyacinth plants interfering in several physiologic processes.

Orientador: Maria Cristina Cintra Gomes Marcondes / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-10T10:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Yano_ClaudiaLumy_D.pdf: 4912629 bytes, checksum: 823824d694d0140eada41a1aa8e689a5 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Metais pesados como o cádmio são considerados agentes tóxicos devido sua extensiva utilização nas indústrias e agropecuária e, como conseqüência, são amplamente dispersados no meio ambiente. No entanto, o cádmio tem sido foco, também, de inúmeras pesquisas relacionadas a exposição humana e suas conseqüências patológicas como o câncer. Estudos, claramente, caracterizam as relações de tumor de pulmão com a inalação do cádmio e mostram a possível participação deste metal tanto na iniciação quanto na progressão tumoral. Por outro lado, são raros os relatos da literatura envolvendo o mecanismo de ação do cádmio em tecido muscular, uma vez que já foi observado acúmulo desse metal em musculatura esquelética de animais. A administração do cloreto de cádmio, metal pesado designado como carcinogênico, em linhagem de células musculares esqueléticas C2C12 promoveu lesões consistentes com estresse oxidativo, observado pela diminuição da viabilidade celular, aumento da peroxidação de lipídios (conteúdo de malondialdeído) e conseqüente diminuição da enzima antioxidante glutationa transferase (GST). O estresse oxidativo, possivelmente, alterou a adesão celular e, conseqüentemente, houve retração dos miotúbulos, observada através de microscopia de luz e microscopia eletrônica de varredura (Capítulo I- Trabalho publicado no periódico Free Radical Biology & Medicine, 2005). A atenuação das lesões promovidas pelo cloreto de cádmio em linhagem de células C2C12 foi verificada com o pré-tratamento com o sulfato de zinco antecedendo o tratamento com cloreto de cádmio. Os efeitos protetores foram observados através da preservação da viabilidade celular, da GST, e diminuição do conteúdo de malondialdeído. A ação protetora foi verificada, também, na maior preservação da adesão celular, principalmente, contra as maiores concentrações de cádmio (Capítulo II- Trabalho a ser submetido ao periódico Free Radical Biology & Medicine). Por outro lado, a exposição crônica de células tumorais, linhagem de adenocarcinoma de cólon MAC13, ao cloreto de cádmio promoveu alterações morfológicas associadas ao aumento da atividade mitocondrial, interferência quanto à atividade lisossomal e diminuição da viabilidade celular, principalmente, na maior concentração de cádmio, após 24hs de exposição (Capítulo III- Trabalho a ser submetido ao periódico International Journal of Cancer) / Abstract: The heavy metals as cadmium are a toxic agent since it is extensively utilized in industry and can be amply distributed in environment. The cadmium is research focused as its pathological consequences in human exposure as it has been classified as carcinogenic agent. This fact is evident since the cadmium inhalation can be related to lung tumour and many studies show the possible participation of the cadmium on tumoral cells initiation and progression. However, few studies observed that cadmium can be accumulated in animal skeletal muscle cells and its action mechanisms are not completed known. The cadmium chloride exposure promoted oxidative stress and morphologic changes in C2C12 myotubes cell, in vitro, associated to decrease on cellular viability, high lipid peroxidation (increase on malondialdehyde content, MDA) and decrease on glutathione-S-transferase (GST) activity. The cadmium chloride produced chances on the cellular adhesion, integrity and retraction in C2C12 myotubes cells. These effects could be attenuated by zinc sulphate pre-treatment, which maintained the cellular viability, GST activity, reducing the MDA content. The zinc sulphate pre-treatment preserved the cellular adhesion, especially in high cadmium chloride concentration. Additionally, the tumoral cells (colon adenocarcinoma MAC 13) chronically exposed to cadmium chloride showed increase on the mitochondrial activity, and reduction on lysosomal and cellular viability, especially at high cadmium chloride concentration after 24h of treatment, probably indicating the tumoral cell changes / Doutorado / Biologia Celular / Doutor em Biologia Celular e Estrutural

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.

The present work describes the synthesis of an adsorbent material and its application for the removing of Cd(II) from aqueous solutions. The adsorbent was synthesized by the reaction of scales of Corvina fish (Micropogonias furnieri) in acidic aqueous buffered solutions of glutaraldehyde (GA), with the advantages of its simplicity, inexpensive costs and high thermal decomposition resistance. The characterizations of the materials were performed before and after chemical GA modification and after the adsorption of Cd(II), using diffuse reflectance spectroscopy, FTIR, Raman spectroscopy, SEM, spectroscopy of dispersive energy X-ray diffraction, TG/DTG and DSC thermal analyses and determination of the point of zero charge. The adsorption kinetics of Cd(II) on the adsorbent at 25˚C has shown that the chemical equilibrium of Cd(II) adsorption was reached after 300 min of contact time. The maximum Cd(II) adsorbed was equal to 2.22 x 10-5 g mol-1 and is comparable with Cd(II) sorption values cited in literature using other biosorbents. The kinetic parameters using isothermal calorimetry has shown that a variable-kinetic-order model was most significant in the description of sorption of Cd (II) features. The thermodynamic study showed that the values the adsorptions enthalpies increases with increasing temperature and decreases with increasing concentration of the metal ion. The adsorbent was stable and highly effective to adsorb Cd(II) from aqueous solutions. / O presente trabalho descreve a obtenção de um material biossorvente e sua aplicação para a remoção de íons Cd(II) em meio aquoso. O material foi sintetizado a partir da reação de escamas de peixe Corvina (Micropogonias furnieri) com solução aquosa de glutaraldeído em meio ácido tamponado, e tem as vantagens de ser simples, de baixo custo e termicamente mais resistente em relação às escamas in natura. As caracterizações foram realizadas antes e após a modificação química e após a adsorção de Cd(II) utilizando-se espectroscopia de reflectância difusa no UV-VIS-NIR, FTIR, espectroscopia Raman, MEV, espectroscopia de energia dispersiva, DRX, análises térmicas por TG/DTG e DSC e determinação dos pontos de carga zero. O estudo cinético de adsorção de Cd(II) a 25˚C mostrou que o equilíbrio químico foi atingido em 300 min e a quantidade máxima adsorvida foi igual a 2,22 x 10-4 mol g-1 (12,1%), comparável aos valores observados na literatura para adsorção desse metal por biossorventes convencionais em condições semelhantes. O estudo cinético por calorimetria isotérmica mostrou que o modelo de ordem variável é o mais apropriado para descrever os mecanismos envolvidos nos processos de adsorção de Cd(II) pelo adsorvente. Os dados termodinâmicos mostraram que os valores de variação de entalpia de adsorção aumentam com o aumento da temperatura e diminuem com o aumento da concentração do íon metálico. O material adsorvente mostrou-se estável e efetivo para a adsorção de Cd(II) em meios aquosos.

O impacto causado pelo aumento da quantidade de substâncias químicas descartadas no meio ambiente está presente na maioria dos ecossistemas. Poluentes industriais contendo metais são frequentemente transportados para a água, o solo e o ar, podendo-se acumular nas cadeias tróficas e apresentar toxicidade para a biota. Em ambientes aquáticos, a biodisponibilidade e destino dessas substâncias xenobióticas podem ser influenciadas por vários fatores, entre eles a matéria orgânica dissolvida e outros compostos quelantes, os quais tem capacidade de aprisionar ou liberar íons para o ambiente. Os exopolissacarídeos, substâncias excretadas pelo fitoplâncton, podem interagir com diversas substâncias, interferindo na toxicidade dos compostos para os organismos ou comunidades biológicas aquáticas e, conseqüentemente, subestimando o verdadeiro valor tóxico das substâncias. Este trabalho foi conduzido para determinar a influência dos exopolissacarídeos da Clorofícea Pseudokirchniriella subcapitata, e da Cianofícea Anabaena spiroides na toxicidade dos elementos traço cádmio e cromo em Daphnia similis (Cladocera). Os metais foram escolhidos pela afinidade por quelantes orgânicos. Foram realizados testes ecotoxicológicos agudos para verificar a sensibilidade do cladócero Daphnia similis em diferentes concentrações dos metais cádmio (cloreto de cádmio) e cromo (dicromato de potássio), adicionando algas e exopolissacarídeos. Nos testes com os exopolissacarídeos foram utilizadas diferentes frações (excretado total, 10000D). Para obtenção das frações de exopolissacarídeos foram realizadas filtrações tangenciais em cartucho oco de celulose com bomba peristáltica. Nos testes com a adição das algas foram usados números conhecidos de células obtidas do concentrado de algas. Observou-se redução da toxicidade de 20 a 30% nos testes com a adição de excretado total, e reduções menores para as frações 10KD para as clorofícea e cianofícea. Com os resultados deste trabalho, foi possível avaliar a capacidade dessas substâncias em quelar e indisponibilizar compostos tóxicos e avaliar a toxicidade das substâncias quando testadas nos organismos planctônicos. / Chemical substances have been exerting increasing impact on ecosystems. Industrial pollutants containing metals frequently reach water bodies, soil, and air, wherein they may accumulate on the trophic chain, resulting in toxicity to the biota. In aquatic environments, the bioavailability and the destination of these xenobiotics are influence by several factors, such as the amount of solved organic matter and other chelating compounds, since these substances can either bind or liberate ions to the environment. Exopolysaccharides, in particular, are excreted by phytoplankton and, once in water, can interact with several substances altering the toxicity of compounds to aquatic organisms and biological communities. As a consequence, the real toxic potential of these xenobiotics is underestimated. The aim of this work was to determine the influence of the exopolysaccharides produced by the Chloroficeae Pseudokirchniriella subcapitata and by the Cyanophiceae Anabaena spiroides on the toxicity of the trace-elements cadmium and chromo over the primary consumer Daphnia similis. These metals were chosen due to their high affinity towards organic chelators. Tests for acute ecotoxicity were performed to verify the sensitivity of the Cladocera Daphnia similis exposed to different cadmium (cadmium chloride) and chromo (potassium dichromate) concentrations, with and without algae and/or exopolysaccharides. Three fractions of exopolysaccharides were tested (total excreted, < 1000D, and > 1000D), which were obtained by tangencial filtration through a cellulosis membrane using a peristaltical pump. On tests using algae, a fixed number of cells were obtained from an algae concentrate. The toxicity of Daphnia similis to the metals was 20-30% reduced when the total excreted from algae was added, while the reduction in toxicity was lower to the fraction than 10KD. The results demonstrated that exopolysaccharides chelate toxic compounds rendering them unavailable for exerting their effects on planktonic organisms.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2017-05-15T20:03:44Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Maria Dalva Americano Soares - 2017.pdf: 2532503 bytes, checksum: 8d316e6aedc3fa70ec38c43e074d3bb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-05-16T12:11:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Maria Dalva Americano Soares - 2017.pdf: 2532503 bytes, checksum: 8d316e6aedc3fa70ec38c43e074d3bb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-16T12:11:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Maria Dalva Americano Soares - 2017.pdf: 2532503 bytes, checksum: 8d316e6aedc3fa70ec38c43e074d3bb3 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-03-29 / The present work presents a study on the use of dry coffee straw and straw from sticky coffee, also known as "bark" of the coffee as adsorbent for metallic ions. Initially, the experiments were carried out in batch and the metal quantification before and after the adsorption experiments was done using Atomic Flame Absorption Spectrometry (FAAS). The adsorption of the ions Cd (II), was evaluated and the results indicated that the coffee straw dried in natura, presented an outstanding performance. The optimization parameters studied in the adsorption of the corresponding ion were the pH of the solution and time of contact, presenting the maximum adsorption occurrence in the pH value between 5 to 9 and better contact time starting from 60 minutes. The physical-chemical characterization of the material was done through the use of Infrared Spectroscopy, X-ray Dispersive Energy Analysis, X-Ray Diffraction Analysis, EDX Elemental Analysis and the zero load point determination. The adsorption kinetics best fit the pseudo-second order model and the adsorption isotherms developed with the objective of determining the maximum adsorptive capacity showed a better fit to the Langmuir model. From data obtained in the batch experiments, the dry coffee straw was used in the development of a solid phase extraction method for adsorption of cadmium. In order to evaluate the chemical and flow variables that possibly influence the system, the multivariate method was used. The variables studied were adsorbent mass, eluent concentration, eluent volume and pre-concentration flow, through a factorial design 24, indicating the eluent volume and pre-concentration flow as the significant variables, which were studied later by means of Doehlert planning. Thus, the best conditions for flow system operation were: adsorbent mass 25 mg, (HCl) eluent concentration 1.0 mol L-1, eluent volume 250 μL and pre-concentration flow 2.0 mL min-1. For the purpose of analyzing the selectivity of the method, a study of the possible interferences was done, based on the calculation of the interference factor (IF). The Cu+2, Fe+2, Mn+2, Zn+2, Ca+2, Mg+2, Na+1, K+1, Cr+3 ions were analyzed in different proportions. The pre-concentration factor was calculated as being equal to 20.4; Limit of detection (LD) 7,86 μg L-1, Limit of quantification (LQ) 26,20 μg L-1, precision (DPR) 0,11, linear range between 26,20 - 2000 μg L-1. The accuracy of the method was tested through the analysis of the certified water reference material (APS - 1071).The recovery tests were carried out on samples of cashew, pineapple, orange and guava juices, and the values found were ranged from 100,72 to 109,7%. The method developed was satisfactory for pre-concentration of Cd (II) ions, for the simplicity, efficiency, low cost. Also, the used adsorbent can be easily found in nature and it can be reused. / O presente trabalho apresenta um estudo sobre o uso da palha do café seca e palha do café melosa, também conhecida como “casca” do café como adsorvente para íons metálicos. Inicialmente os experimentos foram realizados em batelada e a quantificação dos metais antes e após os experimentos de adsorção foi feita utilizando Espectrometria de Absorção Atômica por Chama (FAAS). A adsorção dos íons Cd(II), foi avaliada e os resultados apontaram que a palha do café seca in natura, apresentou melhor desempenho. Os parâmetros de otimização estudados na adsorção do referido íon foram, pH da solução e tempo de contato, sendo que a máxima adsorção ocorre no valor de pH entre 5 a 9 e melhor tempo de contato a partir de 60 minutos. A caracterização físico-química do material foi feita através do uso da Espectroscopia de Infravermelho, Análise por Energia Dispersiva de Raios-X, Análise de Difração de Raios-X, Análise Elementar por EDX e determinação do ponto de carga zero. A cinética de adsorção ajusta melhor ao modelo de pseudo-segunda ordem e as isotermas de adsorção desenvolvidas com o objetivo de determinar a capacidade máxima adsortiva apresentou melhor ajuste ao modelo de Langmuir. A partir dos dados obtidos nos experimentos em batelada, a palha do café seca foi utilizada no desenvolvimento de um método de extração em fase sólida para adsorção de cadmio. Com objetivo de avaliar as variáveis químicas e de fluxo que possivelmente influenciam o sistema foi empregado o método multivariado. As variáveis estudadas foram, massa do adsorvente, concentração do eluente, volume do eluente e vazão de pré-concentração, por meio de um planejamento fatorial 24, apontando o volume do eluente e vazão de pré-concentração como sendo as variáveis significativas, sendo estudadas posteriormente por meio de um planejamento Doehlert. Assim, as melhores condições para o funcionamento do sistema em fluxo foram: massa do adsorvente 25 mg, concentração do eluente (HCl) 1,0 mol L-1, volume do eluente 250 μL e vazão de pré-concentração 2,0 mL min-1. A fim de analisar a seletividade do método, foi feito um estudo dos possíveis interferentes, a partir do cálculo do fator de interferência (FI). Tendo sido analisados os íons Cu+2, Fe+2, Mn+2, Zn+2, Ca+2, Mg+2, Na+1, K+1, Cr+3 em diferentes proporções. O fator de pré-concentração foi calculado como sendo igual a 20,4; Limite de detecção (LD) 7,86 μg L-1, Limite de quantificação (LQ) 26,20 μg L-1, precisão (DPR) 0,11, faixa linear entre 26,20 - 2000 μg L-1. A exatidão do método foi testada através da análise do material certificado de referência de água (APS – 1071). Os testes de recuperação foram desenvolvidos em amostras de sucos de caju, abacaxi, laranja e goiaba, sendo que os valores encontrados apresentaram-se na faixa de 100,72 – 109,7%. O método desenvolvido mostrou-se satisfatório para pré-concentração de íons Cd(II), pela simplicidade, eficiência, baixo custo e o adsorvente utilizado ser encontrado na natureza com facilidade bem como o seu reaproveitamento.

A preocupação com a contaminação por metais reflete na busca de metodologias de recuperação de solos. O objetivo deste trabalho foi compreender os mecanismos de formação e oxidação dos sulfetos em solos e propor uma metodologia de imobilização de metais pela formação de sulfeto insolúvel e posterior fitoextração. Três experimentos foram conduzidos em solos contaminados com Cd e Zn. O primeiro teve como objetivo definir a concentração de (NH4)2S necessária para a formação dos sulfetos metálicos. Os resultados confirmam que a adição de sulfeto reduz a disponibilidade de Cd e Zn em Argissolos Vermelho-Amarelos distróficos e que concentrações de sulfetos superiores a 30 e 60 mmol kg-1, respectivamente para Cd e Zn, não melhora a capacidade de imobilização dos metais. O segundo experimento objetivou avaliar a influência da matéria orgânica, pH, tempo e ambiente na imobilização de Cd e Zn associado ao sulfeto. Foi demonstrado que a adição de matéria orgânica reduz a concentração de Cd solúvel e mantém o pH em faixa adequada às plantas. Para o Zn, a matéria orgânica não apresentou efeito significativo, prevalecendo o efeito do sulfeto. O aumento do pH, através da adição de carbonatos aumenta a imobilização do Cd e Zn em presença de sulfeto, influenciado pela formação dos respectivos hidróxidos. A exposição dos sulfetos metálicos a um ambiente oxidante reduz a imobilização de Cd e Zn devido à sua oxidação e consequente dissociação molecular. O terceiro experimento, desenvolvido em casa de vegetação, avaliou a disponibilidade de Cd e Zn e sua toxidez em Phaseolus vulgaris L. (feijão), utilizando a melhor dose de sulfeto com adição de matéria orgânica para obter maior eficiência na imobilização. A produção de massa seca da planta foi superior em solos que não continham sulfeto, o que indica fitotoxicidade. Concluímos que soluções de sulfeto podem ser utilizadas para imobilização temporária de Cd e Zn em solos contaminados, entretanto sua aplicação combinada à fitorremediação necessita de maiores estudos / The development of remediation of soil degraded areas methodologies reflects the concern with the metal contamination. The aim of this work was to understand the formation mechanisms and oxidation of sulfides in soils and propose a metal immobilization procedure by precipitation an insoluble sulfide and subsequent phytoextraction. Three experiments were conducted in contaminated soils with Cd and Zn. The first aimed to determine the (NH4)2S concentration necessary for the metallic sulfide formation. The results confirm that the sulfide addition reduces the Cd and Zn available in red-yellow dystrophic Argisoil and sulfide concentration above 30 and 60 mmol kg-1, respectively for Cd and Zn, not improve the metals immobilizations. The second experiment evaluated the organic matter, pH, time and atmosphere influence in the Cd- and Zn-sulfide immobilization. The addition of organic matter reduces the concentration of soluble Cd and maintaining the pH in adequate range for plants. For Zn, organic matter didn\'t show significant effect, prevailing the sulfide effect. The increase in pH by carbonates addition increases the Cd and Zn immobilizations in the sulfide presence. The exposure of metallic sulfide to an oxidizing atmosphere reduces Cd and Zn immobilization. The third experiment, developed in greenhouse, evaluated the Cd e Zn toxicity in Phaseolus vulgaris L. (bean) by using the best sulfide dose and addition of organic matter. The dry matter production was higher in soils without sulfide, indication phytotoxicity. We conclude that sulfide solutions can be used for Cd and Zn temporary immobilization in contaminated soils, however the application combined with phytoremediation needs further studies

Os contaminantes inorgânicos, entre eles o cádmio (Cd), estão associados a efeitos negativos na saúde humana e animal. Este projeto, em parceria com o Ministério da Agricultura, Pecuária e Abastecimento, foi desenvolvido com o objetivo de validar método analítico para determinação de Cd em matriz de alface para extensão de aplicabilidade em outras matrizes vegetais. A otimização e validação foram realizadas no Lanagro-SP em Campinas, sendo testadas as técnicas de digestão via seca, digestão via úmida em forno micro-ondas e suspensão ácida. A suspensão ácida propiciou melhores recuperações (70 a 110%), maior simplicidade de preparo e economia de reagentes, logo foi a técnica selecionada para validação. O método consiste em pesagem de 0,5 g de alface moído, adição de 2,5 mL de ácido nítrico, sonicação durante 20 minutos, tempo de reação de 2 horas e 20 minutos de centrifugação. As análises estatísticas consistiram em cálculo da média aritmética e coeficiente de variação entre replicatas de amostras. Para validação do método foram avaliados os seguintes parâmetros: sensibilidade, linearidade, precisão e exatidão com material de referência certificado, recuperação, seletividade ou efeito matriz, limite de detecção e quantificação, repetitividade e reprodutibilidade. Todos os experimentos da validação realizados até o momento estão de acordo com o requerido pelo Regulamento (CE) 657/2002 e INMETRO. As análises estatísticas consistiram basicamente em avaliação da média aritmética, desvio-padrão e coeficiente de variação. Após validação, o método foi utilizado para estudo de caso com amostras provenientes de experimento conduzido na USP/ESALQ Piracicaba com 63 bovinos de corte desmamados ½ Nelore x ½ Canchim em B. brizantha sob lotação rotacionada, com terminação em confinamento. O delineamento foi em blocos completos casualizados com três tratamentos e três repetições: T1 sal mineral ad libitum; T2 sal mineral + milho (0,3% do peso vivo PV); T3 sal mineral + milho (0,6% até 0,9% PV). Foram amostrados pasto, feno (Tifton 85), milho, sorgo, farelo de soja, solo, água, rins e fígado. As amostras vegetais foram preparadas pela técnica de suspensão ácida e os tecidos por calcinação, todos analisados por espectrometria de absorção atômica com forno de grafite (GF AAS). Na triagem algumas amostras estiveram abaixo do limite de quantificação (LQ) dentre elas a pastagem (13 µg kg-1), farelo de soja e milho (8 µg kg-1) e água (0,0025 mg L-1), ao passo que feno e sorgo permaneceram acima do L.Q. porém abaixo do limite máximo permitido (200 µg kg-1). O solo com pH ácido de 5,4 com 1,5 mg kg-1 de Cd. As amostras de fígado apresentaram teor abaixo do LQ (22 µg kg-1) e as de rim abaixo do máximo permitido (1000 µg kg-1). Não houve diferença entre tratamentos. Utilizou-se estatística descritiva para amostras vegetais e transformação logarítmica (10) nos dados de rim pelo SAS com médias comparadas pelo teste t a 5%. Não foram encontrados teores prejudiciais de Cd neste estudo. / The inorganic contaminants like cadmium (Cd) are toxic to human and animal health. This work, accomplished with Ministry of Agriculture, Livestock and Food Supply, had the purpose to validate an analytical method for Cd determination in lettuce samples and other vegetables samples. The development and validating steps were made on Lanagro-SP in Campinas. The techniques tested were dry ashing, microwave digestion and slurry. The slurry method had best recoveries (70 % up to 110%), the simplest preparing with less reagents, so it was selected to be validate. After optimizing the experimental parameters, the steps of the method were the following: weighting 0.5 g of ground lettuce; addition of 2.5 mL of HNO3 distilled; 20 minutes of sonication; 2 hours of standing and 20 minutes of centrifugation after volume completed for 25 mL. The statistical analyses were did evaluating means and relative standard deviation of the experiments. To validate the method the sensibility, linearity, precision and accuracy with certified reference material, recovery, matrix effects, limit of detection, limit of quantification, repeatability and reproducibility. All the experiments that have been done until now are in accordance with Comission Decision (CD) 2002/657/EC and INMETRO. The statistical analyses were basic the same at the development period. After the validation, the method was used in a screening with samples from ESALQ/USP Piracicaba experiment using 63 ½ Nelore x ½ Canchim beef steers, under a rotational grazing system in B. brizantha, finishing animals in feedlot. The experimental design was a randomized block with three treatments and three replications: T1 - mineral supplementation (MS) ad libitum; T2 - MS + corn (0.3% body weight BW); T3 - MS + corn (0.6% up to 0.9% BW). Samples of pasture, hay (Tifton 85), corn, sorghum, soybean meal, soil, water, kidney and liver were collected. Vegetables samples were prepared by acid slurry and animal tissues by dry ashing, and then all analyzed by graphite furnace atomic absorption spectrometry (GF AAS). Some samples were under limit of quantification (LOQ) like pasture (13 µg kg-1), soybean meal and corn (8 µg kg-1) and water (0.0025 mg L-1), while hay and sorghum were bellow acceptable levels (200 µg kg-1). Soil pH was 5.4 with a Cd content of 1.5 mg kg-1. The liver samples were under LOQ (22 µg kg-1) and kidney samples were bellow acceptable levels (1000 µg kg-1, FB).There was no difference between treatments. The vegetables data were submitted to descriptive statistics, while kidney means were transformed by log (10) on SAS and compared by t test in 5% level. No hazardous Cd concentrations were observed in this trial.

A exposição humana a contaminantes ambientais é uma preocupação mundial. Nesse contexto, nas últimas décadas, avanços metodológicos têm proporcionado fortes bases quantitativas para a estimativa dos riscos à saúde humana associada a exposições a contaminantes ambientais. A biomonitorização humana é de grande utilidade para estabelecer a distribuição da exposição na população geral, identificar grupos vulneráveis e populações com exposição mais elevada. Os objetivos deste estudo foram avaliar os níveis de exposição da população adulta da região metropolitana de São Paulo (RMSP) aos metais As, Cd, Hg, Pb, Cu e Mn e verificar os possíveis fatores relacionados à exposição. Amostras de sangue e cabelo de doadores de sangue residentes na RMSP há pelo menos um ano foram coletadas em 2009. Os resultados deste estudo indicam que, no geral, a população estudada não está exposta a níveis preocupantes desses metais. As médias geométricas para As, Cd, Pb, Hg, Cu e Mn em sangue foram 3,6 ug/L, 0,12 ug/L, 23,9 ug/L, 1,4 ug/L, 999,4 ug/L e 12,5 ug/L, respectivamente. Em cabelo, as médias geométricas foram 0,02 ug/g, 0,03 ug/g, 0,54 ug/g, 0,13 ug/g, 12,44 ug/g e 0,32 ug/g para As, Cd, Pb, Hg, Cu e Mn, respectivamente. Em sangue, a concentração de As foi associada a nível de educação e o consumo de frango; o nível de Cd foi influenciado pelo hábito de fumar, ramo de atividade e ter residido em área agrícola; a concentração de Pb foi influenciado pelo gênero, idade, nível de educação, uso de medicamentos, consumo de frutos do mar e trabalho pregresso com agrotóxicos; os determinantes de Hg foram consumo de peixe, nível de educação e idade; os níveis de Cu foram influenciados pelo gênero, uso de medicamentos e reforma recente da casa; e a concentração de Mn foi influenciada pela reforma recente da casa, ter residido em área agrícola e trabalho pregresso com agrotóxicos. Em cabelo, os níveis de As foram influenciados pelo gênero, tratamento capilar, frequência de consumo de peixe e raça; o determinante de Cd em cabelo foi o gênero; para o Pb, os determinantes foram gênero e renda familiar; os níveis de Hg foram influenciados pelo gênero, idade, frequência de consumo de peixe, frutos do mar e produtos de origem animal, consumo de bebida alcoólica além de trabalho e raça; os níveis de Cu foram influenciados pelo gênero e o consumo de bebida alcoólica; os fatores associados aos níveis de Mn foram gênero, raça, rua pavimentada e origem da água de beber. Os níveis de Hg, Cd, Cu e Pb em sangue apresentam fraca correlação com os níveis em cabelo / Human exposure to environmental contaminants is a global concern. In this context, in recent decades, methodological advances have provided strong quantitative basis for estimating the risks to human health associated with exposure to environmental contaminants. Human biomonitoring is useful to establish the distribution of exposure in the general population, identify vulnerable groups and populations with higher exposure. The aims of this study were to evaluate the exposure levels of adult population from metropolitan area of São Paulo (MRSP) to metals As, Cd, Hg, Pb, Cu and Mn and verify the related factors to exposure. Blood and hair samples from blood donors living in MASP for at least one year were collected in 2009. The results of this study indicate that, overall, the study population is not exposed to HIGH levels of these metals. Geometric means to As, Cd, Pb, Hg, Cu and Mn in the blood were 3.6 ug/L, 0.12 ug/L, 23.9 ug/L, 1.4 ug/L, 999.4 ug/L and 12.5 ug/L, respectively. Regarding in hair, geometric means were 0.02 ug/g, 0.03 ug/g, 0.54 ug/g, 0.13 ug/g, 12.44 ug/g, 0.32 ug/g for, As, Cd, Pb, Hg, Cu and Mn respectively. In blood, As concentration was affected by education level and poultry consumption; Cd level was affected by smoking status, occupation and lived in rural area in the past; Pb concentration was affected by gender, age, education level, medicine intake, seafood consumption and work with pesticides in the past; Hg determinants were fish consumption, education level and age; Cu levels were affected by gender, medicine intake and refurbished house; and the concentration of Mn was affected by refurbished house, lived in rural area and work with pesticides in the past. Regarding in hair, As levels are affected by gender, hair treatment, frequency of fish consumption and race. The determinant of Cd in hair was gender; for Pb, the determinants were gender and family income; Hg levels were affected by gender, age, frequency of fish consumption, seafood and animal products, alcohol consumption in addition to current work and race; Cu levels were affected by gender and alcohol consumption; related factors to Mn levels were gender, race, paved street and source of drinking water. Hg levels, Cd, Cu and Pb in blood are weakly correlated with levels in hair