Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental. PROÁGUA, Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós Graduação, Universidade Federal de Ouro Preto. / Submitted by Oliveira Flávia (flavia@sisbin.ufop.br) on 2015-01-21T19:20:18Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AdsorçãoDiclofenacoEstradiol.pdf: 2242383 bytes, checksum: f8ca16c1544f9ccd3fe475d343d986b6 (MD5) / Approved for entry into archive by Gracilene Carvalho (gracilene@sisbin.ufop.br) on 2015-01-22T14:55:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AdsorçãoDiclofenacoEstradiol.pdf: 2242383 bytes, checksum: f8ca16c1544f9ccd3fe475d343d986b6 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-01-22T14:55:11Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22190 bytes, checksum: 19e8a2b57ef43c09f4d7071d2153c97d (MD5) DISSERTACAO_AdsorçãoDiclofenacoEstradiol.pdf: 2242383 bytes, checksum: f8ca16c1544f9ccd3fe475d343d986b6 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho foram determinados os parâmetros cinéticos e termodinâmicos da adsorção de três fármacos (sulfametoxazol (SMX), diclofenaco (DCF) e estradiol (E2)) em três tipos de carvão ativado em pó (pinus, CAPI; mineral, CAPII; e casca de coco, CAPIII) e nanotubos de carbono (NTC). Os resultados indicaram que não houve a formação de NTC de boa qualidade e por consequência a adsorção em NTC foi desfavorável para os fármacos estudados, ao passo que o CAPI foi o melhor carvão dentre os testados, provavelmente porque é básico e apresenta diâmetro médio dos poros (12,09 Å) compatível com o tamanho (10 a 12 Å) dos fármacos testados. A adsorção dos três fármacos com CAPI se mostrou favorável, com energia livre de Gibs na faixa de -28 a -30 kJ.mol-1. Os ensaios de adsorção com CAPI conduzidos a 25 oC indicaram valores de capacidade máxima (QMAX) de 135,94; 259,63 e 73,83 mg.g-1 para SMX, DCF e E2, respectivamente. Langmuir foi o melhor modelo de equilíbrio para descrever a adsorção de SMX, sendo que para, DCF e E2, o modelo de Freundlich foi o que melhor se ajustou aos dados experimentais. Os dados indicam que, provavelmente, houve interação eletrostática entre o CAPI e os fármacos SMX e DCF, ao passo que para o E2 a adsorção ocorreu por fracas forças de van der Waals. Para os estudos cinéticos o modelo de pseudo-segunda ordem foi o que melhor se ajustou a todos os fármacos, com tempo de equilíbrio de 120 min. O estudo de competição adsortiva mostrou que a adsorção de E2 foi prejudicada pela presença do SMX e DCF, que, comparado aos estudos monocomponentes, foram adsorvidos em menor quantidade pelo CAPI, com valores de QMAX de apenas 16 e 14 mg.g-1, respectivamente. ____________________________________________________________________________ / ABSTRACT: In this study it was determined the kinetic and thermodynamic parameters of adsorption of three drugs (sulfamethoxazole (SMX), diclofenac (DCF) and estradiol (E2)) in three types of powdered activated carbon (pinus, PACI; mineral, PACII and coconut shell, PACIII) and carbon nanotubes (CNT). The results indicated that the adsorption with CNT was unfavorable for the studied drugs due to the fact of bad quality of CNT produced while PACI was the best adsorbent among the cabons, probably because it is basic, and has an average pore diameter (12.09 Å) consistent with the size (10 to 12 Å) of the tested drugs. The adsorption of the three drugs with PACI proved favorable with Gibbs free energy in the range of -28 to -30 kJ.mol-1. The adsorption isotherm models lead to values of maximum capacity (QMAX) of 135.94; 259.63 and 73.83 mg.g-1 at temperature of 25oC for SMX, DCF and E2, respectively. Langmuir was the best model to describe the SMX adsorption, however for DCF and E2, the Freundlich model best fited the experimental data. The results indicate there was probably an electrostatic interaction between PACI and SMX and DCF drugs, while E2 adsorption seemed to have occurred by weak van der Waals forces. For kinetic studies the model of pseudosecond order was the one that best fitted to all drugs adsorption data. The ideal contact time found for the adsorption process was 120 min. About the competition study, it was observed that the adsorption of E2 was hampered by the presence of SMX and DCF, so that the adsorption capacity (QMAX) was much lower (16 and 14 mg g-1, respectively) when compared to monocomponent studies.

Orientador : Prof. Dr. Ciro Alberto de Oliveira Ribeiro / Coorientador : Prof. Dr. Daniel Schlenk / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Celular e Molecular. Defesa: Curitiba, 13/04/2016 / Inclui referências : f. 75-82;108-112;139-147;160.176 / Resumo: Milhares de compostos introduzidos nos ambientes aquáticos podem causar efeitos adversos tanto para a saúde humana como para a biota. Entre eles, os compostos capazes de interferir no funcionamento normal do sistema endócrino despertam grande interesse e preocupação científica. Com o objetivo de avaliar a qualidade da água dos reservatórios do Rio Iguaçu e detectar desreguladores endócrinos, foram realizadas análises químicas e utilizados diferentes biomarcadores em três espécies de peixes nativas (Astyanax bifasciatus, Geophagus brasiliensis e Crenicichla iguassuensis) coletados em cinco reservatórios do Rio Iguaçu. Para avaliação dos efeitos endócrinos nos peixes foi desenvolvido um anti-soro policlonal anti-vitelogenina para G. brasiliensis como uma ferramenta a ser utilizada no biomonitoramento de ambientes aquáticos. Além disso, exemplares de tilápias (Oreochromis niloticus) foram mantidos em tanques redes montados em quatro reservatórios para avaliação de respostas precoces relacionadas à presença de desreguladores endócrinos. Em três reservatórios foram detectadas concentrações de Cr na água, acima do limite permitido pelo CONAMA. Outros metais com potencial tóxico, como Cd, Cu, Mn, Pb, foram detectados em todos os reservatórios. A integração dos dados, associando a presença dos metais e a relevância das respostas biológicas (biomarcadores moleculares, bioquímicos, genotóxicos, morfológicos), demonstrou um maior impacto dos reservatórios Foz do Areia (FA), Segredo (SE) e Salto Caxias (SC). Através do ensaio de ELISA padronizado foi possível detectar níveis de vitelogenina nos machos acima dos níveis basais, enquanto a técnica de Western Blot demonstrou a expressão da vitelogenina em fêmeas e em poucos indivíduos machos. Ambas as técnicas confirmaram a especificidade e sensibilidade do anti-soro produzido. Observou-se uma menor concentração de vitelogenina nas fêmeas de G. brasiliensis do reservatório FA associada a um menor grau de maturação das gônadas, indicando a presença de desreguladores endócrinos neste reservatório. Já nas tilápias verificou-se maior atividade das enzimas citocromo P450 (CYP1A e CYP3A) em indivíduos machos do reservatório Salto Santiago (SS), onde foram encontrados maiores níveis de PCBs na água. A atividade deste sistema enzimático foi correlacionada com seu papel no metabolismo de xenobiótiocos e moléculas endógenas. A presença de pesticidas organoclorados predominou nos reservatórios SS, SO e SC, áreas com intensa atividade agrícola na região. De forma geral, foi possível concluir neste estudo que o Rio Iguaçu apresenta-se impactado por diferentes fontes de atividades antrópicas ao longo do percurso do rio: i) Desde a região metropolitana de Curitiba, principal fonte de poluentes para o rio, especialmente para o reservatório FA; ii) Pela atividade agrícola e pecuária, principalmente nos reservatórios SS, SO e SC. Portanto, não se verificou um gradiente de poluição nítido ao longo do percurso do rio, já que, além da poluição oriunda da região metropolitana de Curitiba e demais cidades, observam-se outras fontes de poluição difusas. Considerada a grande importância do Rio Iguaçu, é necessário que uma maior atenção seja dada a esta bacia por parte da comunidade e autoridades públicas, com o intuito de mitigar os impactos causados pelas diversas atividades humanas. Palavras chave: Biomarcadores; peixes nativos; vitelogenina; metais; pesticidas; atividades antrópicas / Abstract: Several compounds introduced into aquatic environments may cause adverse effects over human health and biota. Among them, compounds able to interfere in normal function of endocrine system arise great scientific concern. With the aim to evaluate the water quality of the reservoirs of Iguaçu River and detect endocrine disruptors were performed chemical analysis and used different biomarkers in three native fish species (Astyanax bifasciatus, Geophagus brasiliensis and Crenicichla iguassuensis) captured in five reservoirs of Iguaçu River. For evaluation of endocrine effects in fish was developed a polyclonal antiserum anti-vitellogenin of G. brasiliensis as a tool for biomonitoring studies in aquatic environments. Finally, tilapias (Oreochromis niloticus) were maintained in cages mounted in four reservoirs for evaluation of earlier responses related to the presence of endocrine disruptors. In three reservoirs were detected Cr in water above the concentrations permitted by CONAMA legislation. Others metals with toxic potential, as Cd, Cu, Mn, Pb, were detected in all reservoirs. The integration of data associating the presence of metals and the relevance of biological responses (molecular, biochemical, genotoxic, morphological biomarkers), demonstrated a higher impact of the reservoirs Foz do Areia (FA), Segredo (SE) e Salto Caxias (SC). Through the standardized ELISA assay detectable levels of vitellogenin in male fish were higher than basal levels. Western blot demonstrated the expression of vtg in females and few male individuals expressing the protein. Both assays validated the specificity and sensitivity of the produced antiserum. Lower concentration of vitellogenin in female G. brasiliensis from FA associated to a lower gonad maturation degree, indicated the presence of endocrine disruptors in this reservoir. On the other hand, in tilapias was verified higher activity of CYPs (CYP1A and CYP3A) in male individuals from Salto Santiago (SS), where were found the highest levels of PCBs in the water. Higher activity of this enzyme showed its key role responsible for the metabolism of xenobiotics and endogenous molecules. The presence of organochlorine pesticides predominated in the reservoirs of SS, SO and SC, where there is intense agricultural activity. Overall it was possible to conclude in this study that Iguaçu River is impacted by different sources of human activities along the river course: i) The metropolitan region of Curitiba represents the main source of pollutants for the river, specially for FA reservoir, ii) Agriculture and livestock activities are impacting mainly the SS, SO and SC reservoirs. Therefore, no gradient of pollution was seen along the river course, since, besides the pollution from RMC, there are other diffuse sources of pollution. Considering the importance of Iguaçu River, it is necessary higher attention for this river from community and public authorities, with the aim of mitigating the impacts caused by different human activities. Key words: Iguaçu River; Water quality; endocrine disruptors; native fish; vitellogenin; metals; pesticides