A crescente demanda por novos compostos químicos sintéticos para atender as necessidades médicas, agrícolas e industriais da população resultou no surgimento de novos contaminantes, denominados emergentes. Com a intensa utilização destes compostos em diversos produtos e o consequente aumento da concentração destes no meio ambiente, a população passou a estar exposta e sujeita aos seus possíveis efeitos deletérios. Os disruptores endócrinos fazem parte do grupo de contaminantes emergentes que tem a capacidade de interferir na ação natural dos hormônios por diferentes mecanismos, podendo agravar o quadro de doenças pré-existentes e causar diversos outros danos à saúde humana. Apesar de serem largamente utilizados na vida cotidiana, a regulamentação do uso desses compostos ainda é quase inexistente, aumentando a preocupação quanto à sua segurança. Comumente, os estudos de biomonitoramento humano para avaliar a exposição da população em geral são realizados utilizando amostras de sangue e urina. Neste sentido, o presente estudo teve como objetivo desenvolver um método alternativo para determinação simultânea de 17 compostos classificados como disruptores endócrinos: bisfenóis, parabenos, benzofenonas e triclocarban em saliva, empregando a microextração líquido-liquido dispersiva (DLLME) no preparo da amostra e cromatografia líquida de alta eficiência acoplada à espectrometria de massas (LC-MS/MS) para a determinação. Os seguintes parâmetros foram avaliados na otimização da DLLME: volume e tipo de solvente extrator e dispersor, força iônica, pH e agitação. Após a otimização, o processo de extração foi realizado adicionando-se 500 ?L de água deionizada à 500 ?L da amostra de saliva. Os solventes extrator e dispersor selecionados foram triclorometano e acetona, respectivamente (volume de 2 mL da mistura na proporção 1:3). Foi adicionada a etapa de agitação manual por dez segundos. As curvas de calibração de todos os analitos apresentaram linearidade, com coeficiente de correlação superiores a 0,99 no intervalo de concentração de 1-20 ng mL-1. O coeficiente de variação (CV) intra e interdias foram inferiores a 20% para o primeiro ponto da faixa linear e inferiores a 15% para as demais concentrações. O erro padrão relativo intra e interdias foram inferiores a 20% para o primeiro ponto da faixa linear e inferiores a 15% nas demais concentrações. Os limites de detecção (LOD) e de quantificação (LOQ) encontrados variaram de 0,01 - 0,15 ng mL-1 e 0,05 - 0,40 ng mL-1, respectivamente. Para avaliar a aplicabilidade do método, dez amostras de saliva foram analisadas e apresentaram concentrações detectáveis de bisfenol S (BPS), bisfenol AF (BPAF) e propilparabeno (PrP) ( <LOQ). O bisfenol A (BPA) e a benzofenona-3 (BP3) foram encontrados em concentrações que variaram entre 1,01-3,14 e 1,00-2,50 ng mL-1, respectivamente. O metilparabeno (MeP) foi detectado em todas as amostras, atingindo, nos níveis quantificáveis, a concentração de 17,8 ng mL-1. Portanto, o método aqui proposto é uma alternativa simples e rápida para estudos de biomonitoramento humano, capaz de determinar 17 analitos multi-classes simultaneamente com uso de baixo volume de solventes. / The growing demand of new synthetic chemical compounds to attend the medical, agricultural and industrial needs of the population has resulted in the emergence of new contaminants, known as emerging contaminants. The presence of these contaminants in several products, and its consequent concentration increase in the environment, exposed the population and subject them to possible deleterious effects. Endocrine disruptors are a group of these contaminants that have the ability to interfere at the natural action of hormones by different mechanisms, wich can worsen preexistent diseases and cause other damages to humam health. Despite the widely utilization of these compounds in everyday life, regulation of its use is almost non-existent, raising concerns about their safety. Mostly human biomonitoring studies to assess the exposure of the population are performed in urine and blood samples. In these sense, the present study aimed to develop an alternative method for simultaneous determination of 17 endocrine disrupting compounds: bisphenols, parabens, benzophenones and triclocarban in saliva, using dispersive liquid-liquid microextraction (DLLME) at sample preparation and high performance liquid chromatography coupled to mass spectrometry (LC-MS/MS) for determination. The evaluated parameters in the optimization of DLLME were: volume and type of extraction and disperser solvents, ionic strength, pH and agitation. After the optimization, the extraction procedure was performed by adding 500 ?L of deionized water to 500 ?L of saliva sample. The extraction and disperser solvents selected were trichloromethane and acetone, respectively (2 mL of the mixture in 1:3 ratio). The manual agitation for ten seconds. The matrix-matched calibration curves of all analytes were linear, with correlation coefficients higher than 0.99 in the range level of 1 - 20 ng mL-1. The intra and interday coefficient of variation (CV) was less than 20% for the first point of the linear range and less than 15% for the other concentrations. The intra and interday relative standard deviation (RSD) was less than 20% for the first point of the linear range and less than 15% for the other concentrations. The limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) ranged from 0,01 - 0,15 ng mL-1 and 0,05 - 0,4 ng mL-1, respectively. To evaluate the applicability of the method, ten saliva samples were analyzed, showing detectable concentrations (<LOQ) of bisphenol S (BPS), bisphenol AF (BPAF) and propylparaben (PrP). Bisphenol A (BPA) and benzophenone-3 (BP3) were found in ranging concentrations from 1,01 - 3,14 and 1,00 - 2,50 ng mL-1, respectively. Methylparaben (MeP) was detected in all samples, reaching, at the quantifiable levels, the concentration of 17,8 ng mL-1. Thus, the proposed method is a simple and fast alternative for human biomonitoring studies, capable of determining 17 multi-class analytes simultaneously using low volume of solvent.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:22Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-10Bitstream added on 2015-05-14T16:58:55Z : No. of bitstreams: 1 000829087.pdf: 399761 bytes, checksum: 6162c9ec05a5f035f48858f6dc7daf87 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / If contaminated waters are treated by conventional processes (WTP) emerging contaminants are not fully removed and will remain in the drinking water (DW). We investigated the potential for endocrine disruption of two DW samples collected in 2010 and 2012 from a WTP located in São Paulo, Brazil. Water samples were extracted and chemically analyzed for emerging substances and evaluated with an in vitro bioluminescent yeast assay containing estrogen/androgen human receptors (BLYES/BLYAS). In vivo assays were conducted with 21-day old female rats exposed to DW extracts for 03 (uterotrophic assay; OECD) or 20-days (pubertal assay, EPA). The exposure represented a daily ingestion of 2 L, 5 L and 10 L of DW by a 60 kg human being. Caffeine (5.8 - 21 ug/L), estrone (1 ng/L), atrazine (2.2 -11.2 ng/L), carbendazim (0.22 ng/L), azoxistrobina (0.23 ng/L) and tebuconazole (0.19 ng/L) were detected in DW by LC-MS/MS-ESI. There were no increase of the uterus wet weight in the uterotrophic assay, and no alteration of the vaginal opening moment in the pubertal assay. However, there was increased relative blotted uterus weight in animals treated for 3-days with both DW. Levels of LH and FSH presented a significant dose-response increase in the uterotrophic assay developed with the 2010 sample. This happened in association with a significantly increased incidence of vaginal keratinization after the 3-day exposure. Results suggest the DW tested exerted hypothalamic-hypofisis activity alteration in vivo. Additional end-points in standard protocols could be useful to evaluate the presence of endocrine disruptor activity in DW

La actividad que diariamente desarrollamos como sociedad implica que generamos alteraciones sobre nuestro entorno y el medio ambiente. Así, actividades tan comunes como la higiene personal o el cuidado de la salud pueden generar serios problemas en el ecosistema, dado que incorporamos a éste una serie de sustancias de diferente origen y naturaleza química, de los cuales se sabe relativamente poco respecto de su impacto en los distintos compartimentos ambientales y en el ser humano, sustancias que los investigadores han dado en denominar contaminantes emergentes. Dentro de estos contaminantes están los productos farmacéuticos y sus subproductos (metabolitos), un tema interesante de estudiar considerando que, a nivel internacional, las investigaciones en este campo se vienen desarrollando hace ya 20 años; y si bien no se trata de compuestos persistentes, su constante utilización y vertimiento los hacen estar presentes en nuestro entorno. La principal fuente de ingreso al ecosistema de este tipo de compuestos son las descargas de aguas servidas no tratadas y los efluentes de las plantas de tratamiento de esta agua; y en lo que respecta a la presencia de productos y subproductos farmacéuticos en agua para consumo humano, existe ciertamente un riesgo menor para la población, que debe ser estudiado. Actualmente las plantas de tratamiento, ya sea de agua para consumo humano como las de aguas servidas, no están diseñadas para tratar y eliminar productos y subproductos farmacéuticos, por lo que conocer de su presencia en nuestro entorno es fundamental. El trabajo experimental de esta Tesis se desarrolló en la Región del Biobío, específicamente en tres localidades ubicadas en la cuenca del río Biobío (Santa Bárbara, Los Ángeles y Concepción), uno de los río más importantes del país y en donde se desarrolla una variada gama de actividades, en el mes de diciembre de 2010; evaluándose la probable presencia de fármacos en los sistemas de tratamiento de agua para consumo humano y en los sistemas de tratamiento de aguas servidas, tanto en la entrada al sistema de tratamiento con en la salida del mismo. Los resultados obtenidos son claros al mostrar que la mayor presencia de estos compuestos se observa en las aguas servidas crudas, mientras que en las aguas destinadas al consumo humano, en el caso particular de las localidades en estudio, no se observó presencia de los mismos. Este trabajo de tesis debe ser considerado como un diagnóstico preliminar, el inicio de una línea de trabajo relacionada con la presencia de fármacos en las aguas servidas, el cómo los sistemas de tratamiento de dichas aguas son capaces de removerlos, la posterior descarga de las aguas tratadas al ecosistema y el comportamiento de dichas sustancias en éste, recomendándose realizar un estudio más acabado respecto de la presencia de fármacos en nuestros ecosistemas, de forma tal de poder a futuro pensar en el establecimiento de una regulación ambiental que incluya este tipo de compuestos.

Orientador: João Lauro Viana de Camargo / Coorientador: Gisela de Aragão Umbuzeiro / Banca: Ione Pellegatti Lemonica / Banca: Patrícia Carvalho Garcia / Banca: Anderson Joel Martino Andrade / Banca: Daniela Cristina Ceccatto Gerardin / Resumo: Não disponível / Abstract: If contaminated waters are treated by conventional processes (WTP) emerging contaminants are not fully removed and will remain in the drinking water (DW). We investigated the potential for endocrine disruption of two DW samples collected in 2010 and 2012 from a WTP located in São Paulo, Brazil. Water samples were extracted and chemically analyzed for emerging substances and evaluated with an in vitro bioluminescent yeast assay containing estrogen/androgen human receptors (BLYES/BLYAS). In vivo assays were conducted with 21-day old female rats exposed to DW extracts for 03 (uterotrophic assay; OECD) or 20-days (pubertal assay, EPA). The exposure represented a daily ingestion of 2 L, 5 L and 10 L of DW by a 60 kg human being. Caffeine (5.8 - 21 ug/L), estrone (1 ng/L), atrazine (2.2 -11.2 ng/L), carbendazim (0.22 ng/L), azoxistrobina (0.23 ng/L) and tebuconazole (0.19 ng/L) were detected in DW by LC-MS/MS-ESI. There were no increase of the uterus wet weight in the uterotrophic assay, and no alteration of the vaginal opening moment in the pubertal assay. However, there was increased relative blotted uterus weight in animals treated for 3-days with both DW. Levels of LH and FSH presented a significant dose-response increase in the uterotrophic assay developed with the 2010 sample. This happened in association with a significantly increased incidence of vaginal keratinization after the 3-day exposure. Results suggest the DW tested exerted hypothalamic-hypofisis activity alteration in vivo. Additional end-points in standard protocols could be useful to evaluate the presence of endocrine disruptor activity in DW / Doutor

This paper describes the development of an electrochemical sensor glassy carbon modified with gold nanoparticles and a film of multiâwalled carbon nanotube and cobalt phthalocyanine (CoPc-fMWCNTs/AuNp/GCE) for the determination of diethylstilbestrol hormone (DES) in water samples and meat, using a square wave technique voltammetry. (SWV). The electrolyte used was Britton-Robinson buffer (BR) 0.04 mol L-1 pH 10.0. Initially it was studied the electrode configuration to be used for the development work, after the optimization of solution pH, study scan speed to evaluate the charge transfer kinetics in the redox process of the DES, the optimized parameters for SWV, the analytical curve, and finally, applying the methodology developed. The optimized parameters for SWV were f = 5 sâ1, a = 50 mV and &#916;Es=1 mV. The CoPc-fMWCNTs/AuNp/GCE was ready to be used for the application since all conditions were optimized. Analytical curves were obtained in the concentration ranged from 7.9365 à 10&#8722;7 â 5.6604 à 10&#8722;6 mol Lâ1 (R = 0.9996) and there were obtained limits of detection (LOD) and quantification (LOQ) of 1.9910 x 10â7 mol Lâ1and 6.6367 x 10â7 mol Lâ1, respectively, being comparable to those reported in the literature. The repeatability and reproducibility of the proposed procedure were evaluated. The relative standard deviation (RSD) were 4.33% and 3.49%, respectively, indicating the precision of the assay. The recovery percentage was 98.56% for the water sample and 94.05% for beef sample (RSD of 0.40 and 1.55% respectively). The modified electrode has developed sensitivity, reproducibility and repeatability appropriate and consistent LOD and LOQ values with those reported in the literature. Moreover, the results obtained by the use of CoPc-fMWCNTs/AuNp/GCE proved very efficient as the detection and DES recovery, being thus a promising device in the detection and quantification of DES in water samples and food. / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de um sensor eletroquÃmico de carbono vÃtreo modificado com nanopartÃculas de ouro, nanotubos de carbono de paredes mÃltiplas funcionalizados e ftalocianina de cobalto (CV/NpAu/NTCPMf-FcCo) para a determinaÃÃo do hormÃnio dietilestilbestrol (DES) em amostras de Ãgua e carne, utilizando a tÃcnica de voltametria de onda quadrada (VOQ). O eletrÃlito empregado foi tampÃo BrittonâRobinson (BR) 0,04 mol Lâ1 pH 10,0. Inicialmente estudou-se a configuraÃÃo do eletrodo a ser utilizado para o desenvolvimento do trabalho, depois a otimizaÃÃo do pH do meio, estudo da velocidade de varredura para avaliar a cinÃtica de transferÃncia de carga no processo redox do DES, otimizaÃÃo dos parÃmetros da VOQ, construÃÃo da curva analÃtica e por fim, a aplicaÃÃo da metodologia desenvolvida. Os parÃmetros otimizados para a VOQ foram: f = 5 sâ1, a = 50 mV e &#916;Es = 1 mV. De posse de todas as condiÃÃes otimizadas para aplicaÃÃo do CV/NpAu/NTCPMf-FcCo, curvas analÃticas foram obtidas no intervalo de concentraÃÃo de 7,9365 à 10&#8722;7 â 5,6604 à 10&#8722;6 mol Lâ1 (R = 0,9996) e os limites de detecÃÃo (LD) e de quantificaÃÃo (LQ) calculados foram 1,9910 x 10â7 mol Lâ1 e 6,6367 x 10â7 mol Lâ1, respectivamente, sendo comparÃveis aos citados na literatura. A repetibilidade e a reprodutibilidade do procedimento proposto foram avaliadas. Os valores de desvio padrÃo relativo (DPR) obtidos foram 4,33% e 3,49%, respectivamente, evidenciando a precisÃo da metodologia. O percentual de recuperaÃÃo foi de 98,56% para amostra de Ãgua e 94,05% para amostra de carne bovina (DPR de 0,40 e 1,55% respectivamente). O eletrodo modificado desenvolvido apresentou sensibilidade, reprodutibilidade e repetibilidade adequados, bem como valores de LD e LQ concordantes com os relatados na literatura. Os resultados obtidos pelo emprego do CV/NpAu/NTCPMf-FcCo se mostraram muito eficientes quanto à detecÃÃo e recuperaÃÃo de DES, mostrando-se, desse modo, um dispositivo promissor na detecÃÃo e na quantificaÃÃo de DES em amostras de Ãgua e alimentos.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-04-25T14:08:17Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO José Vinícius O. Carneiro-Final (BC).pdf: 3473579 bytes, checksum: 53d2c12ba53b539b7c125ce7329018ff (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-25T14:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO José Vinícius O. Carneiro-Final (BC).pdf: 3473579 bytes, checksum: 53d2c12ba53b539b7c125ce7329018ff (MD5) Previous issue date: 2016-09-01 / Diante da necessidade de tratar os contaminantes emergentes (CEs) presentes em águas residuais, o presente trabalho surge como uma rota alternativa de processo terciário a ser implantada nas estações de tratamento de efluentes (ETEs) convencionais. A fotodegradação do diclofenaco de sódio (DCF) mediante processos oxidativos avançados (POA), ocorreu via fotocatálise heterogênea utilizando nanotubos de TiO2 (NTs de TiO2) como fotocatalisadores. Empregou-se um reator em batelada com fotocatalisadores em placa (NTs de TiO2 e NTs de TiO2-Au ) e um reator tubular carregado com um microrreator (fotocatalisador) dotado de NTs de TiO2 sensibilizado ou não com nanopartículas de ouro (NPs Au). A síntese dos NTs de TiO2 ocorreu pelo processo de anodização utilizando como substrato folhas de titânio metálico (Ti). As matrizes nanotubulares foram cristalizadas por tratamento térmico (400°C por 3h). A sensibilização com NPs de Au foi realizada in situ por redução através da radiação UV. A fotodegradação foi realizada a partir da irradiação do simulador solar NEWPORT modelo 67005 com uma lâmpada de Xenônio-Mercúrio (com potência calibrada para 1 SOL), na ausência ou presença de filtro (UV ou visível). A fase cristalina anatase dos NTs de TiO2 foi identificada pela difração de raios X (DRX). Foi estimada pelo refinamento de Rietveld uma cristalinidade de 77% para a superfície fotocatalítica, com a anatase (NTs de TiO2 cristalizados) representando 92,4% desta fase cristalina. A energia de band gap dos fotocatalisadores de 3,23 eV foi determinada pela espectroscopia de reflectância difusa. Através da microscopia eletrônica de varredura (MEVEDD) foi possível visualizar para a folha de Ti lisa, estruturas cilíndricas dos NTs de TiO2 que cresceram perpendicular ao substrato, apresentando um diâmetro médio de 78,87 nm e comprimentos na ordem de 2 µm, no caso da folha de Ti ondulada os NTs de TiO2 cresceram em direções variadas apresentando um diâmetro médio de 81,09 nm e comprimentos na ordem de 3 µm. A presença das NPs Au foi identificada pela espectroscopia de energia dispersiva (EDD). A determinação e quantificação de produto e reagente da fotocatálise heterogênea na degradação do DCF foram realizadas pela combinação de métodos analíticos (Cromatografia líquida de alta eficiência, Ressonância Magnética e Infravermelho por transformada de Fourier), obtendo uma conversão de 100% do DCF para testes no reator em batelada e de 37,0% no reator com recirculação para o melhor sistema fotocatalítico. Foi estimado através da análise de carbono orgânico total (COT) uma mineralização de 18,5% do DCF inicial para o sistema fotocatalítico mais eficiente utilizando o reator com recirculação. A ecotoxicidade do DCF e seus produtos de fotodegradação foi avaliada utilizando microcrustáceos (Artêmias Salinas) como bioindicador. / Faced with the need to address emerging contaminants (ECs) in waste water, this work is an alternative route of tertiary process to be implemented in conventional wastewater treatment plants (WTPs). Sodium diclofenac photodegradation (DCF) by advanced oxidation processes (AOP), occurred via heterogeneous photocatalysis using TiO2 nanotubes (TiO2 NTs) as photocatalysts. He employed a batch reactor with photocatalysts plate (TiO2 NTs and TiO2 - Au NTs) and a tubular reactor charged with a microreactor (photocatalyst) having TiO2 NTs sensitized or not with gold nanoparticles (NPs Au). The synthesis of TiO2 NTs occurred by anodization process using as substrate sheets of metallic titanium (Ti). The nanotubulares matrices were crystallized by heat treatment (400 ° C for 3h). The sensitization Au NPs was performed in situ by reduction by UV radiation. The photodegradation was carried from the irradiation NEWPORT solar simulator 67005 model with a xenon-mercury lamp (calibrated power for 1 SUN) in the absence or presence of filter (UV or visible). The anatase crystalline phase of TiO2 NTs was identified by X-ray diffraction (XRD). It was estimated by Rietveld refinement a crystallinity of 77% at the photocatalytic surface with anatase (TiO2 crystallized NTs) representing 92.4% of this crystalline phase. The energy band gap of 3.23 eV photocatalysts was determined by diffuse reflectance spectroscopy. By scanning electron microscopy (SEM-EDS) it was possible to view the Ti smooth sheet, cylindrical structures of TiO2 NTs that grew perpendicular to the substrate, with an average diameter of 78.87 nm and lengths in 2 µm order, in the case of the corrugated Ti sheet the TiO2 NTs grew in different directions with a mean diameter of 81.09 nm and lengths on the order of 3 µm. The presence of NPs Au was identified by energy dispersive spectroscopy (EDS). The determination and quantification of product and reactant of heterogeneous photocatalytic on the degradation of DCF were performed by a combination of analytical methods (high-performance liquid chromatography, Magnetic Resonance and Infrared Fourier transform ), whereby a conversion of 100 % DCF for testing in batch reactor and 37.0 % in the reactor for recirculating the best photocatalytic system. It was estimated by analyzing total organic carbon (TOC) a mineralization of 18.5 % of the initial DCF for more efficient photocatalyst system using the reactor with recirculation. The ecotoxicity of DCF and its photodegradation products was evaluated using microcrustaceans (Artemias Salinas) as bioindicator.

Submitted by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-11-12T17:47:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lícia Aparecida da Silva - 2015.pdf: 2121079 bytes, checksum: b400adc1fa3f8a66302ba1e4bdd38eaf (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Erika Demachki (erikademachki@gmail.com) on 2015-11-12T17:50:37Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lícia Aparecida da Silva - 2015.pdf: 2121079 bytes, checksum: b400adc1fa3f8a66302ba1e4bdd38eaf (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-11-12T17:50:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lícia Aparecida da Silva - 2015.pdf: 2121079 bytes, checksum: b400adc1fa3f8a66302ba1e4bdd38eaf (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2015-08-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The present work describes the development of an analytical method for the removal of contaminant emerging Sodium Diclofenac (DCF) present in aqueous solutions. For the removal thereof, it is used as a natural adsorbent sawdust treated in acid medium. The detection and quantification of the analyte were Performed by High-Performance Liquid Chromatography (English, HPLC). The material was characterized according to the techniques of Infrared Spectroscopy and X-Ray Diffraction. The Point of Zero Charge (PZC) was obtained both for the sawdust treated in acid medium, and for the same in kind, obtaining values of 4.8 and 5.5, respectively. We chose to work with the adsorbent treated with acid in natural pH of the solution (6.43), since the adsorption was quite satisfactory (86%). It was determined the LD figures of merit (0.06 mg L-1) and LQ (0.2 mg L-1). The linearity was determined by construction of standard curves prepared in solvent and prepared curves with water samples fortified with the DCF standard. The obtained correlation coefficient was quite satisfactory (r = 0.9999) and the recovery values were between 86% and 117% to the study drug. It used Full Factorial Planning 23 for optimization of chemical variables that can have an effect on the adsorption process. The results obtained by the Pareto chart showed that the only variable that exerted influence on the adsorption was the mass of adsorbent. Therefore, it was determined by univariate optimization, as being 600 mg. To study the adsorption kinetics, it was determined the equilibration time of 180 min, and following the adsorption pseudosegunda-order model. The isotherm obtained was linearized and the result indicated that the adsorption follows the Langmuir model, ie, chemical adsorption occurs monolayer. / O presente trabalho descreve o desenvolvimento de uma metodologia analítica para a remoção do contaminante emergente Diclofenaco de Sódio (DCF) presente em soluções aquosas. Para a remoção do mesmo, utilizou-se como adsorvente natural a serragem de madeira tratada em meio ácido. A detecção e quantificação do analito foram realizadas por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (do inglês, HPLC). O adsorvente foi caracterizado segundo as técnicas de Espectroscopia de Infravermelho e Difração de Raios-X. O Ponto de Carga Zero (PCZ) foi obtido tanto para a serragem de madeira tratada em meio ácido, como para a mesma in natura, obtendo valores de 4,8 e 5,5, respectivamente. Optou-se por trabalhar com o adsorvente tratado com ácido em pH natural da solução (6,43), visto que a adsorção foi bastante satisfatória (86%). Determinou-se as figuras de mérito LD (0,06 mg L-1) e LQ (0,2 mg L-1). A linearidade foi determinada através da construção de curvas analíticas preparadas em solvente e curvas preparadas com amostras de água fortificadas com o padrão de DCF. O coeficiente de correlação obtido foi bastante satisfatório (r = 0,9999) e os valores de recuperação ficaram entre 86% e 117% para o fármaco em estudo. Utilizou-se Planejamento Fatorial Completo 23 para a otimização das variáveis químicas que podem exercer efeito sobre o processo de adsorção. Os resultados obtidos segundo o gráfico de Pareto demonstraram que a única variável que exerceu influência sobre a adsorção foi a massa do adsorvente. Sendo assim, a mesma foi determinada através de otimização univariada, como sendo de 600 mg. Para o estudo da cinética de adsorção, ficou definido o tempo de equilíbrio de 180 min, e a adsorção seguindo o modelo de pseudosegunda-ordem. A isoterma obtida foi linearizada e o resultado indicou que a adsorção segue o modelo de Langmuir, ou seja, ocorre adsorção química em monocamada.

Esta tesis de doctorado tuvo como objetivo evaluar la eliminación del antibiótico norfloxacino (NOR) por oxidación electroquímica avanzada (OEA). Se evaluó la influencia de parámetros de operación como la corriente aplicada, la concentración inicial del antibiótico y del electrolito soporte Na_2 SO_4, y el material que compone el ánodo en el proceso de OEA. Además, los diferentes materiales de ánodo se caracterizaron por voltametría cíclica, voltametría de barrido lineal y cronoamperometría. Los resultados mostraron que para electrodos de diamante dopado con boro (Si/DDB) la carga de boro influye en la cantidad de impurezas de carbono-sp2. Cuantas más impurezas de carbono-sp2 mayor es la posibilidad de generar electroquímicamente agentes oxidantes des del electrolito soporte, reduciendo la oxidación de los contaminantes por los radicales hidroxilo (HO^¿), fenómeno que se intensifica para el electrodo de Nb/DDB. Dependiendo de la corriente aplicada, y de la concentración de NOR y Na_2 SO_4, el antibiótico puede ser oxidado por transferencia directa de electrones con las impurezas de carbono-sp2 en la superficie del DDB, por iones persulfato y / o HO^¿. Cuando el reactor opera favoreciendo la generación de HO^¿, la degradación del NOR y la eliminación de la demanda química de oxígeno (DQO) son simultáneas. Por otro lado, en el momento en que el reactor opera favoreciendo la oxidación del NOR por intercambio de electrones con el DDB y por iones persulfato, la degradación del NOR y la reducción de la DQO no son paralelas, conduciendo a la formación de subproductos. Además, esta situación es más acentuada cuando la concentración del Na_2 SO_4 es mayor, actuando como aprisionador de HO^¿ para generar iones persulfato. Pequeñas diferencias en las proporciones de diamante-sp3/sp2-carbono no afectaron significativamente el proceso de OEA. El sustrato soporte de la película de diamante, Si, presentó mejores resultados en la eliminación de DQO que cuando el sustrato es Nb, debido a la diferencia en las razones sp3/sp2. Sin embargo, el proceso de OEA utilizando el Nb presentó un consumo energético 60% menor, lo que puede ser una ventaja tecnológica para la aplicación industrial. Se encontraron diferencias significativas en la degradación del NOR y la eliminación de DQO para electrodos no activos y activos para la reacción de evolución de oxígeno (REO). Los electrodos no activos para la REO obtuvieron una degradación del NOR y la remoción de DQO mucho mayores cuando se comparó con el electrodo activo para REO. La buena correlación entre los valores experimentales de degradación del NOR y los valores teóricos de la predicción a través del modelo matemático puede atribuirse al hecho de que la reacción debe haberse producido primordialmente por radicales hidroxilo y oxidación directa. Además, el modelo matemático podrá auxiliar la planificación experimental del proceso de OEA para oxidar otros contaminantes. Por lo tanto, la elección de los parámetros correctos puede mejorar la eficiencia del proceso electroquímico y evitar la formación de subproductos no deseados. / This doctoral thesis aimed to evaluate the removal of the antibiotic norfloxacin (NOR) by electrochemical advanced oxidation (EAO) process. The influence of operational parameters such as the applied current, the initial concentration of the antibiotic and the supporting electrolyte Na_2 SO_4, and the anode material were evaluated in the EAO process. In addition, the anode materials were characterized by cyclic voltammetry, linear sweep voltammetry and chronoamperometry. The results showed that, for boron doped diamond electrodes (Si/BDD), the boron load influences in the amount of carbon-sp2 impurities. The more carbon-sp2 impurities, higher was the possibility of electrochemically generating oxidizing agents from the supporting electrolyte, reducing the oxidation of the contaminants by hydroxyl radicals (HO^¿). This phenomenon intensifies for the Nb/BDD electrode. Depending on the applied current, and the concentration of NOR and Na_2 SO_4, the antibiotic can be oxidized by direct electron transfer with the carbon-sp2 impurities on the BDD surface and by persulfate ions and / or HO^¿. When the reactor was operated favoring the HO^¿ generation, NOR degradation and the removal of chemical oxygen demand (COD) were simultaneous. On the other hand, when the reactor was operated favoring the NOR oxidation by direct electron transfer and by persulfate ions, NOR degradation and COD reduction are not parallel, leading to the by-products generation. Besides, this situation was pronounced when the Na_2 SO_4 concentration is higher, acting as HO^¿ scavenger to generate persulfate ions. Small differences in the diamond-sp3/sp2-carbon ratio did not significantly affect the EAO process. The substrate of the diamond film Si when compared to Nb showed better COD removal due to the difference in sp3/sp2 ratios. However, the EAO process using Nb had a lower energy consumption of 60% when compared to Si, which may be a technological advantage for industrial application. Significant differences in NOR degradation and COD removal were found for non-active and active electrodes for the oxygen evolution reaction (OER). Non-active electrodes for OER obtained a higher NOR and COD removal when compared to the active electrode for OER. The good correlation between the experimental values of NOR degradation, and the theoretical one, can be attributed to the fact that, the reaction must have been conducted primarily by HO^¿ and direct oxidation. Besides, the mathematical model may help the experimental planning of the EAO process for oxidation of other contaminants. Therefore, choosing the correct parameters can improve the efficiency of the electrochemical process and prevent the unwanted by-products formation. / Aquesta tesi de doctorat va tenir com a objectiu avaluar l'eliminació de l'antibiòtic "Norfloxacino" (NOR) per oxidació electroquímica avançada (OEA). Es va avaluar la influència de paràmetres d'operació com el corrent aplicat, la concentració inicial de l'antibiòtic i de l'electròlit suport Na_2 SO_4, així com diferents materials anòdics en el procés d' OEA. A més, els diferents materials d'ànode es van caracteritzar mitjançant les tècniques de voltametria cíclica, voltametria de passada lineal i cronoamperometria. Els resultats van mostrar que per a elèctrodes de diamant dopat amb bor (Si/DDB) la càrrega de bor influeix en la quantitat d'impureses de carboni-sp2. Com més impureses de carboni-sp2 més gran és la possibilitat de generar electroquímicament agents oxidants des de l'electròlit suport, de forma que es redueix l'oxidació dels contaminants pels radicals hidroxil (HO^¿), fenomen que s'intensifica per a l'elèctrode de Nb/DDB. En funció del corrent aplicat i de la concentració de NOR i Na_2 SO_4, l'antibiòtic pot ser oxidat per transferència directa d'electrons amb les impureses de carboni-sp2 en la superfície del DDB, per ions persulfat i / o per radicals HO^¿. Quan el reactor opera amb unes condicions que afavoreixen la generació de HO^¿, la degradació del NOR i l'eliminació de la demanda química d'oxigen (DQO) són simultànies. D'altra banda, quan el reactor opera afavorint l'oxidació del NOR per intercanvi directe d'electrons i per ions persulfat, la degradació d'aquest i la reducció de la DQO no són paral·leles, amb la conseqüent formació de subproductes. A més, aquesta situació és més accentuada quan la concentració del Na_2 SO_4 és major, ja que actua com a segrestador de HO^¿ per generar ions persulfat. Xicotetes diferències en les proporcions de carboni-sp3/sp2 no van afectar significativament el procés d' OEA. El substrat de suport de la pel·lícula de diamant de Si va presentar millors resultats en l'eliminació de NOR que quan el substrat és de Nb, a causa de la diferència en el rati de carboni sp3/sp2. No obstant això, el procés d' OEA amb base Nb va presentar un consum energètic 60% menor, el que pot ser un avantatge tecnològic per a la seua posterior aplicació industrial. Es van trobar diferències significatives en la degradació del NOR i l'eliminació de DQO per a elèctrodes no actius i actius per a la reacció d'evolució d'oxigen (REO). Els elèctrodes no actius per a la REO van obtenir una degradació del NOR i una eliminació de DQO molt més gran que quan es va comparar amb l'elèctrode actiu per a la REO. La bona correlació entre els valors experimentals de degradació del NOR i els valors teòrics de la predicció a través del model matemàtic pot atribuir-se al fet que la reacció d'oxidació del NOR s'ha d'haver produït primordialment mitjançant l'atac dels radicals hidroxil i de l'oxidació directa. A més, el model matemàtic servirà de base per a la futura planificació experimental del procés d' OEA per oxidar altres contaminants. Per tant, l'elecció dels paràmetres d'operació correctes pot millorar l'eficiència del procés electroquímic i evitar la formació de subproductes no desitjats. / Wohlmuth Da Silva, S. (2018). TRATAMENTO DE ÁGUAS RESIDUÁRIAS CONTAMINADAS COM POLUENTES ORGÂNICOS EMERGENTES UTILIZANDO PROCESSOS AVANÇADOS DE OXIDAÇÃO [Tesis doctoral no publicada]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/107958 / TESIS

O interesse por técnicas analíticas que ofereçam a sensibilidade adequada, que sejam econômicas, ambientalmente corretas e capazes de processar rapidamente um grande número de amostras de diferentes complexidades é cada vez maior. Nesse aspecto, a utilização da LC no modo multidimensional é alternativa promissora, especialmente quando estratégias de extração e pré-concentração em fase sólida acopladas de forma on-line com a separação são exploradas, tanto em escala convencional quanto em escala miniaturizada. A ocorrência ambiental de contaminantes emergentes (EDCs) e seus impactos nas formas de vida aquática e terrestre têm sido motivo de preocupação. A quantificação desses analitos no ambiente exige métodos com limites de detecção (LDs) muito baixos, fazendo das estratégias column switching, com a inerente pré-concentração on-line, pertinentes para satisfazer as exigências na determinação desses compostos. Nesse cenário, o desenvolvimento e avaliação de estratégias column switching para determinação de contaminantes emergentes em amostras de interesse ambiental como aplicação modelo no estudo comparativo entre as escalas convencional e miniaturizada se faz impactante. Várias estratégias abrangendo column switching capilar e convencional foram investigadas. Colunas extratoras preenchidas com fases comerciais foram avaliadas, e tiveram seu desempenho testado no acoplamento com diversas colunas analíticas. Métodos em column switching capilar e convencional foram desenvolvidos e validados, tendo sido avaliadas as principais figuras de mérito. Os LQs atingidos em CS-UHPLC-ESI-MS/MS variaram de 0,001 ng mL-1 (BP e BzP) a 0,1 ng mL-1 (E3, E2 e EE2); para o método CS-cLC-ESI-MS/MS, os LQs foram maiores, variando entre 0,008 ng mL-1 (BP e BzP) a 0,8 ng mL-1 (E3, E2 e EE2). A linearidade dos métodos foi atestada avaliando-se os gráficos de resíduos, coeficiente de determinação e aplicando-se ponderações quando pertinente. A exatidão e a precisão foram investigadas, apresentando valores dentro dos critérios de aceitação. Por fim, os métodos foram aplicados em amostras ambientais aquosas coletadas em São Carlos - SP, mostrando que os métodos são adequados ao fim a que se destinam. / The interest in analytical techniques that offer adequate sensitivity, that are economical, environmentally friendly and capable of rapidly processing many samples of different complexities is increasing. In this regard, the use of LC in the multidimensional mode is a promising alternative, especially when solid phase extraction and preconcentration strategies coupled online with the separation are explored, both on a conventional scale and on a miniaturized scale. The environmental occurrence of emerging pollutants (EDCs) and their impacts on aquatic and terrestrial life forms have been of concern. Quantification of these analytes in the environment requires methods with very low detection limits (LDs), making column switching strategies with the inherent preconcentration online relevant to satisfy the requirements in determining these compounds. In this scenario, the development and evaluation of column switching strategies for the determination of emerging contaminants in samples of environmental interest as an application model in the comparative study between conventional and miniaturized scales is striking. Several strategies covering capillary and conventional column switching were investigated. Extraction columns filled with commercial phases were evaluated, and their performance was tested in the coupling with several analytical columns. Methods in capillary and conventional column switching modes were developed and validated, and the main figures of merit were evaluated. The LQs reached in CS-UHPLC-ESI-MS / MS ranged from 0.001 ng mL-1 (BP and BzP) to 0.1 ng mL-1 (E3, E2 and EE2); for the CS-cLC-ESI-MS / MS method, the LQs were higher, ranging from 0.008 ng mL-1 (BP and BzP) to 0.8 ng mL-1 (E3, E2 and EE2). The linearity of the methods was attested by evaluating the residual plots, coefficient of determination and applying weighted calibration when needed. Accuracy and precision were investigated, presenting values within the acceptance criteria. Finally, the methods were applied in samples collected in São Carlos - SP, showing that the methods are suitable for the purpose.

O aumento crescente da população brasileira em combinação com o uso abusivo de medicamentos no mercado nacional, aliados à falta de saneamento básico e de políticas públicas para o correto gerenciamento de alguns tipos de resíduos têm resultado na presença de compostos farmacêuticos em ambientes aquáticos. Estudos indicam que várias dessas substâncias parecem ser persistentes no ambiente e algumas vezes, resistem até mesmo às estações de tratamento de água, fazendo-se presentes na água tratada, que chega à população. O presente trabalho visou analisar quantitativamente a presença dos anti-inflamatórios e do analgésico mais comumente consumido no Brasil: diclofenaco, cetoprofeno, naproxeno, indometacina, ibuprofeno e o paracetamol em águas superficiais, por LC-MS/MS com extração em fase sólida, antes e depois do tratamento convencional, em escala laboratorial pelo ensaio de Jar-Test, bem como caracterizar o risco humano pela presença destes compostos na água após o tratamento. Os métodos utilizados na quantificação destes fármacos apresentaram bons resultados: a análise cromatográfica obteve coeficientes de correlação entre 0,9952-0,9991, com limites de quantificação de 0,5ng/mL- 50ng/mL e desvios padrões entre (0,08-2,08); na recuperação do método de extração em fase sólida o diclofenaco, o cetoprofeno, o naproxeno e a indometacina apresentaram cerca de 100% de recuperação, o ibuprofeno apresentou apenas 48%(±9,37) de recuperação e o paracetamol aproximadamente 19,84% (±2,52); no ensaio de jar-test, observou-se que apenas o cetoprofeno e o ibuprofeno não foram removidos completamente no tratamento utilizado (remoção de 0-15% do cetoprofeno e de 0-35% do ibuprofeno). Amostras ambientais foram coletadas e tratadas pelo ensaio de Jar-Test, e os valores obtidos para o cetoprofeno e ibuprofeno após o tratamento foram de 18,67-19,65ng/L e 147ng/L, respectivamente. Através de cálculos, com a dose de referência de cada um dos compostos e considerando as características desta exposição, foi possível concluir que nestas concentrações o cetoprofeno e o ibuprofeno não causam risco à saúde humana. / The increasing population growth in combination with the misuse of drugs in the domestic market, coupled with the lack of sanitation and public policies for proper management of some types of waste have resulted in the presence of pharmaceutical compounds in aquatic environments. Studies indicate that several of these substances appear to be persistent in the environment and sometimes even resistant to water treatment plants, being present in the treated water which reaches the population. This study aimed to analyze quantitatively the presence of anti-inflammatory and analgesic most commonly consumed in Brazil: diclofenac, ketoprofen, naproxen, indomethacin, ibuprofen and paracetamol in surface waters by LC-MS/MS with solid phase extraction prior and after conventional treatment in a laboratory scale by using Jar-test assay, and to determine the human risk posed by the presence of these compounds in the water after treatment. The methods used to quantify these drugs showed good results: a chromatographic analysis obtained correlation coefficients between 0.9952 to 0.9991, with limits of quantification of 0.5 ng/mL- 50ng/mL and standard deviations between (0.08 - 2.08); recovery method of solid phase extraction to diclofenac, ketoprofen, naproxen and indomethacin showed about 100% recovery, ibuprofen showed only 48% (± 9.37) and paracetamol approximately 19 84% (± 2.52) recovery; in the jar-test, it was observed that only ketoprofen and ibuprofen were not completely removed (removal: 0-15% of ketoprofen and 0-35% of ibuprofen). Environmental samples were collected and handled by jar-test test, and the values obtained for ketoprofen and ibuprofen after treatment were 18.67 to 19.65 ng / L and 147ng / L, respectively. By calculation with a reference dose of each compound and considering the characteristics of this display, it was concluded that these concentrations of ketoprofen and ibuprofen do not cause risk to human health.