Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-05-02T18:22:22Z No. of bitstreams: 1 DissEAO.pdf: 2220035 bytes, checksum: b18c61d42ff58647fa114291931a35ab (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-04T13:29:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissEAO.pdf: 2220035 bytes, checksum: b18c61d42ff58647fa114291931a35ab (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-05-04T13:29:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissEAO.pdf: 2220035 bytes, checksum: b18c61d42ff58647fa114291931a35ab (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-04T13:36:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissEAO.pdf: 2220035 bytes, checksum: b18c61d42ff58647fa114291931a35ab (MD5) Previous issue date: 2015-06-29 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The Erythrinidae family is a small group of Neotropical Characiformes, comprising only three genera, Hoplias, Hoplerythrinus and Erythrinus. Hoplias malabaricus, Hoplerythrinus unitaeniatus and Erythrinus erythrinus must correspond to groups of species, considering the extensive chromosomal diversity that they present, including different sex chromosomes systems. Therefore, these fishes offer excellent opportunities for evolutionary investigations, given the different chromosomal characteristics between their representatives. Recent studies allowed the taxonomic characterization of six poorly or not studied Hoplias species (H. aimara, H. lacerdae, H. intermedius, H. brasiliensis, H. australis and H. curupira), present in several South American river basins’ and popularly known as “trairões” due to their large size. This study aimed to characterize the chromosomal evolution occurred in this particular group of species, in the light of its recent review and taxonomic identifications. For this purpose, in addition to classical chromosomal analysis, cytogenetic mapping of repetitive DNA sequences using specific probes was used for fluorescence in situ hybridization (FISH). The results showed the sharing of a great homogeneity in the species´ karyotype macrostructure, with 2n = 50 and karyotypes composed only by meta- and submetacentric chromosomes without the presence of differentiated sex chromosomes between the sexes. In turn, the karyotype microstructure, as revealed by the analysis of components of the repetitive fraction of the genome showed interspecies differentiation, thus confirming the recent taxonomic revision of these species based on their morphological characteristics. This evolutionary scenario, highlighting the conservation of chromosomal macro-structure, sharply contrasts with the scenario found in the representatives of H. malabaricus group, where a conspicuous chromosomal variation can be observed between different populations of this "nominal species." Environmental aspects related to the way of life, as well as intrinsic chromosomal features, may influence the coexistence of these contrasting models of chromosomal evolution among congeneric species of Hoplias. / A família Erythrinidae é um pequeno grupo de Characiformes Neotropicais, compreendendo apenas três gêneros, Hoplias, Hoplerythrinus e Erythrinus. Hoplias malabaricus, Hoplerythrinus unitaeniatus e Erythrinus erythrinus devem corresponder a grupos de espécies, considerando a ampla diversidade cromossômica que apresentam, incluindo diferentes sistemas de cromossomos sexuais. Assim sendo, os peixes eritrinídeos oferecem excelentes oportunidades para investigações evolutivas, dadas as particularidades diversas entre seus representantes. Estudos recentes possibilitaram a caracterização taxonômica de seis espécies de Hoplias ainda pouco ou não estudadas (H. aimara, H. lacerdae, H. intermedius, H. brasiliensis, H. australis e H. curupira) presentes em diversas bacias hidrográficas do continente sul-americano, dentre as quais se encontram espécimes popularmente conhecidos por trairões devido ao seu grande porte. O presente estudo buscou caracterizar a evolução cromossômica ocorrida nesse grupo particular de espécies, à luz das suas recentes revisões e identificações taxonômicas. Para esta finalidade, além de análises cromossômicas clássicas, foi empregado o mapeamento citogenético de sequências repetitivas de DNA por hibridização fluorescente in situ (FISH). Os resultados mostraram o compartilhamento de uma grande homogeneidade na macroestrutura cariotípica das espécies analisadas, com 2n=50 cromossomos e cariótipos compostos apenas por cromossomos meta- e submetacêntricos, sem a presença de cromossomos sexuais diferenciados entre os sexos. Por sua vez, a microestrutura cariotípica, revelada pela análise de componentes da fração repetitiva do genoma, evidenciou diferenciações interespecíficas, corroborando assim a recente revisão taxonômica dessas espécies com base em suas características morfológicas. Tal cenário evolutivo, destacando a conservação da macro-estrutura cromossômica, contrasta acentuadamente com o cenário presente em representantes do grupo Hoplias malabaricus, onde uma conspícua variação cromossômica pode ser observada entre distintas populações desta “espécie nominal”. Aspectos ecológicos relacionados ao modo de vida, bem como características cromossômicas intrínsecas, podem estar influenciando a coexistência desses modelos contrastantes de evolução cromossômica entre espécies congenéricas de Hoplias.

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.

Submitted by Geyciane Santos (geyciane_thamires@hotmail.com) on 2015-10-21T13:33:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Keila Cristina Pereira Aniceto.pdf: 13233351 bytes, checksum: a596ab3a5aae9203710f9defe415a7bf (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-21T19:47:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Keila Cristina Pereira Aniceto.pdf: 13233351 bytes, checksum: a596ab3a5aae9203710f9defe415a7bf (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2015-10-22T12:49:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Keila Cristina Pereira Aniceto.pdf: 13233351 bytes, checksum: a596ab3a5aae9203710f9defe415a7bf (MD5) / Made available in DSpace on 2015-10-22T12:49:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Keila Cristina Pereira Aniceto.pdf: 13233351 bytes, checksum: a596ab3a5aae9203710f9defe415a7bf (MD5) Previous issue date: 2008-11-26 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The way the item is associated with the soil is decisive for its bioavailability . Several attributes are relevant in your the partition geochemistry, among them, the mineralogical composition, organic matter content and pH. Aiming to evaluate the potential of retaining elements in the solid portion of the material accumulated in urban areas in Manaus were selected two areas, the Garden City and the district of the Novo Israel where are located old landfills in the city. We collected 52 samples corresponding to three profiles, one in each place and a third for a natural soil. Were determined by X-ray diffraction (XRD) mineralogical composition, pH in water and KCl, the percentage of organic matter, characterization of the humic acids by infrared spectrometry and chemical speciation of the elements by sequential extraction of Zn, Cu, Pb, Ni, Cr, Mn, Fe, Cd, Ca, Mg, Na and K. The elements associated with water-soluble fraction, exchangeable, amorphous, organic matter, oxy-hydroxides of residual Fe and were quantified by atomic absorption spectroscopy. The results show pH acid in Natural soil (4.2-4.7) and more alkaline in the material accumulated on the old landfills (6.2-7.6). These values indicate reversal in the net charge of the material from negative to positive in 100% of the samples of the Novo Israel and 50% of Garden City. The percentage of organic matter that is higher in the material accumulated (8%) than in the natural soil (2%), is compatible with of functionals groups of alcohols phenols or carboxylic acids, as well as, compounds aliphatic, aromatic and amides, , that indicate the presence of humic substances. The mineralogical analysis show up the predominance of kaolinite and traces of oxy-hydroxides of Fe. The sequential extraction showed that the majority of the items have preference for the residual fraction, however, the amorphous fractions, organic matter, oxy-hydroxides of Fe, also contribute to the setting of the elements. Only Ni, Cr and Cd in Garden City, and Cr and Cd in Novo Israel are restricted to the residual fraction, which means they are more stable and with less contamination in the material studied. The Zn, Mn, Ca, Mg and K are more content in soluble fractions and exchangeable and are more bioavailability to the contamination of groundwater, plants and animals. For the material naturally, there was enrichment for most elements, in both the Garden City (Zn, Cu, Pb, Mg and K) as the Novo Isral (Zn, Cu, Pb, Cr, Mn, Cd, Ca, Mg and K). / A forma como o elemento está associado ao solo é determinante para sua biodisponiblidade. Vários atributos são relevantes na sua partição geoquímica, entre eles, a composição mineralógica, teor de matéria orgânica e pH. Com o objetivo de avaliar o potencial de retenção dos elementos na porção sólida do material acumulado em áreas urbanas de Manaus foram selecionadas duas áreas, o Horto Municipal e o bairro de Novo Israel, ondese localizam antigos lixões da cidade. Foram coletadas 52 amostras correspondentes a três perfis, um em cada local e um terceiro correspondente a um solo natural. Foram determinadas a composição mineralógica por difratometria de raios-x (DRX), pH em água e KCl, percentual de matéria orgânica, caracterização dos ácidos húmicos por espectrometria de infravermelho e especiação química dos elementos por extração seqüencial de Zn, Cu, Pb, Ni, Cr, Mn, Fe, Cd, Ca, Mg, Na e K. Os elementos associados à fração solúvel em água, trocável, amorfos, matéria orgânica, óxi-hidróxidos de Fe e residual foram quantificados por espectroscopia de absorção atômica. Os resultados mostram pH ácido no solo natural (4,2-4,7) e alcalino no material acumulado nos antigos lixões (6,2-7,6). O pH mostra inversão na carga líquida do material de negativo para positivo em 100% das amostras do Novo Israel e em 50% do Horto Municipal. O percentual de matéria orgânica que é mais elevada no material acumulado (8%) que no solo natural (2%), é compatível com a presença de grupos funcionais de álcoois, fenóis ou ácidos carboxílicos, bem como, de compostos alifáticos, aromáticos e amidas, que indicam a presença de substâncias húmicas. As análises mineralógicas evidenciam a predominância de caulinita e traços de oxi-hidróxidos de Fe. A extração sequencial mostrou que a maioria dos elementos ocorrem na fração residual, porém, as frações amorfo, matéria orgânica, óxi-hidróxidos de Fe, também contribuem para a fixação dos elementos. Apenas Ni, Cr e Cd, no Horto Municipal e Cr e Cd em Novo Israel estão restritos à fração residual, o que significa que são os mais imóveis e com menor grau de contaminação no material estudado. O Zn, Mn, Ca, Mg e K têm maior conteúdo nas frações solúvel e trocável e são mais biodisponíveis para a contaminação das águas subterrâneas, plantas e animais. Em relação ao material natural, houve enriquecimento para a maioria dos elementos tanto no Horto Municipal (Zn, Cu, Pb, Mg e K) quanto em Novo Israel (Zn, Cu, Pb, Cr, Mn, Cd, Ca Mg e K).

Apesar da crescente mecanização, a queima da palha da cana-de-açúcar no Estado de São Paulo ainda emite elevada carga de material particulado (MP) para a atmosfera. Este trabalho objetiva a caracterização química desse MP, para avaliar sua importância em termos ambientais e na saúde. Amostras de MP coletadas em Ourinhos e Araraquara apresentaram concentrações dos marcadores de queima de biomassa: levoglucosano (L), manosano (M) e galactosano (G), maiores e mais variadas nos períodos noturno e de safra, devido à maior intensidade das queimadas. As concentrações médias obtidas para amostragens de 24h (ng m-3; n=73) foram de: L=116±82, M=16,4±14,7 e G=10,7±9,3. Levoglucosano foi determinado predominantemente em partículas finas (58-89%), enquanto os outros dois anidroaçúcares tiveram distribuição mais homogênea. A correlação linear entre L e K+ foi fraca, e a razão L/K+ foi menor que na Amazônia, indicando a presença de partículas de solo. A razão L/M (9±5; n=105) reforça a importância da queima de cana-de-açúcar na formação do MP, e pode ser útil para a caracterização do tipo de biomassa queimada e do processo de combustão. No estudo de especiação química foi identificado que os n-alcanos variaram de 0,24 a 118 g m-3, sendo as razões de diagnóstico aplicadas aos homólogos n-alcanais, n-alcanonas, n-alcanóis e ácidos n-alcanóicos decisivas para comprovar que a queima de biomassa foi a fonte dominante de MP para a atmosfera. A soma das concentrações dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nas amostras variou de 2 a 39 ng m-3, sendo o reteno o mais abundante (14-84%). Para quatro das seis amostras de safra analisadas, o índice benzo(a)pireno equivalente foi superior (2,3; 1,9; 1,6 e 1,1 ng m-3) ao valor limite recomendado pela Organização Mundial da Saúde (1,0 ng m-3), demonstrando que a queima da cana-de-açúcar pode emitir concentrações preocupantes de compostos com potencial carcinogênico e mutagênico. A emissão de compostos orgânicos para atmosfera foi de até 123 µg m-3 na safra e 0,82 µg m-3 na entressafra. As maiores concentrações de compostos polares foram observadas em amostras de safra, porém, em termos percentuais, a proporção de n-alcanos chegou a 96%. No entanto, em termos absolutos, a massa de carbono orgânico solúvel emitida foi maior na safra. A soma das concentrações dos açúcares quantificados por CG-EM correspondeu de 26 a 78% do açúcar total, indicando que a fração hidrofílica do MP pode ser maior que a determinada pelo fracionamento. O caráter hidrofílico do MP emitido durante a queima de cana-de-açúcar pode influenciar na formação de núcleos de condensação de nuvens e no regime de chuvas regional. / Although there is an increasing mechanization of the sugar cane harvesting practice in São Paulo State (SP), the emission of particulate matter (PM or aerosol) to the atmosphere due to leaf burning is still high. The aim of this work is to perform a chemical characterization of this atmospheric aerosol to evaluate its importance related to environmental and health issues. The concentrations of the biomass burning markers: levoglucosan (L), mannosan (M) and galactosan (G), determined in the aerosol samples collected in Ourinhos and Araraquara (SP), were higher and more variable in the night samples and during the harvest period, when most of the biomass burning activities occurs. The average concentrations (ng m-3) for samples collected during 24h (n=73) were: L=116±82, M=16.4±14.7 and G=10.7±9.3. Levoglucosan was found predominantly in fine particles (58-89%), while the other two anhydrosugars had a more homogeneous distribution. The linear correlation between L and K+ was weak, and the L/K+ ratio was smaller than the one found in the Amazon, indicating the presence of soil re-suspension particles. The L/M ratio (9±5; n=105) strengthen the evidence that sugar cane leave burning was the main source of the regional aerosol. This ratio can be useful to characterize the type of biomass that is being burnt and the process of combustion. In the chemical speciation study, it was identified that n-alkanes ranged from 0.24 to 118 g m-3. The diagnostic ratios applied to the n-alkanals, n-alkanones, n-alkanols and n-alkanoic acids homologous series were vital to prove that the biomass burning was the dominant source of aerosols to the atmosphere. The sum of the concentrations of the polycyclic aromatic hydrocarbons in the samples ranged from 2 to 39 ng m-3, and retene was the most abundant (14-84%). Four out of six samples of aerosol samples from the harvest period analyzed, had the benzo(a)pyrene equivalent index (2.3; 1.9; 1.6 and 1.1 ng m-3) higher than the limit recommended by the World Health Organization (1.0 ng m-3), demonstrating that sugar cane burning can emit unsafe concentrations of compounds with carcinogenic and mutagenic potential. The emission of organic compounds to the atmosphere was up to 123 µg m-3 in the harvest period, compared to 0.82 µg m-3 in the non-harvest period. The largest concentrations of polar compounds were observed in samples from the harvest period, however, in percentage terms, the proportion of n-alkanes (non-polar) reached 96%. Nevertheless, in absolute terms, the mass of soluble organic carbon emitted was larger in the harvest period. The sum of the sugars concentrations quantified by gas chromatography in this work corresponded from 26 to 78% of the total sugar content, indicating that the hydrophilic fraction of the aerosol can be larger than that determined using the fractionation method. The hydrophilic character of the aerosol emitted during the sugar cane burning may affect the formation of cloud condensation nuclei and the regional rain pattern.

Com o aumento das exigências regulatórias e estabelecimento de limites mais restritos para impurezas elementares em fármacos e excipientes usados em formulações farmacêuticas, ocorreu uma busca por técnicas analíticas capazes de quantificar elementos em níveis traço e assegurar a qualidade e a segurança dos medicamentos. A espectrometria de massas com plasma acoplado indutivamente (ICP-MS) é uma técnica multielementar, que apresenta alta sensibilidade e é empregada com eficiência na análise de elementos traço em diferentes matrizes. O ICP-MS, acoplado a um sistema separador como o cromatógrafo líquido de alta eficiência (HPLC), possibilita a especiação de elementos químicos, o que é importante, pois a toxicidade pode estar diretamente ligada à forma química do elemento, como ocorre para o Hg e As. Neste sentido, os objetivos deste trabalho foram desenvolver e validar um método de análise simples, rápido e com alta sensibilidade, para determinação de 15 impurezas elementares: As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Ir, Pd, Pt, Rh, Ru, Hg, Os e Mo, em diferentes fármacos e excipientes, em níveis que atendam aos novos critérios estabelecidos pelos órgãos regulatórios, avaliar a utilização da cela de reação dinâmica (DRC) para eliminação de interferências espectrais na determinação de As, Cr e V, realizar a especiação de As e Hg, e aplicar esta metodologia para análise de diversas amostras comprovando sua robustez, versatilidade e vantagens para utilização em rotina. Foram avaliadas cinco estratégias de preparo de amostra: digestão em micro-ondas sistema fechado e digestão em micro-ondas - sistema aberto, digestão em banho-maria, diluição direta em meio ácido e extração utilizando ponteira de ultrassom. Através de ensaios de recuperação e materiais de referência certificados, os melhores resultados (84 a 101%) foram obtidos com a digestão das amostras em sistema fechado de micro-ondas e extração por ponteira de ultrassom. Os limites de detecção variaram entre 0,001 ng g-1 (103Rh) e 0,083 ng g-1 (75As). Em seguida, a metodologia analítica foi empregada para determinação dos elementos em estudo em 74 amostras de fármacos e excipientes. O elemento mais frequentemente encontrado foi o Cu, seguido por Cr, Mo, Ni, Pd e V. Já os elementos químicos Ir, Pt, Os e Ru não foram detectados. Cabe destacar que as concentrações de Pd, Rh, As, Cd, Cr, Cu, Ni, V e Mo encontraram-se acima do limite preconizado pela farmacopeia americana em algumas amostras. A análise por especiação química de As mostrou que as amostras possuíam apenas as formas inorgânicas e mais tóxicas. Em relação ao Hg, apenas uma amostra apresentou níveis detectáveis deste elemento, mas a concentração estava abaixo do limite estabelecido pela farmacopeia americana. / Due to quality and safety reasons, regulatory requirements and establishment of more restricted limits for elemental impurities in drugs and excipients are increasing. These regulations promoted a search for simple and robust analytical techniques for quantification of trace elements. Inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS) is an attractive technique for this purpose, presenting multielement and high sensitivity capabilities. ICP-MS can be hyphenated to separation techniques such as high-performance liquid chromatography (HPLC), enabling chemical speciation analysis. Speciation analysis may reveal the chemical form of the element that may be more directly related to the toxicity. In this sense, the objectives of this work were to develop and validate a simple, fast and highly sensitive method for the determination of 15 elemental impurities: As, Cd, Cr, Cu, Ni, Pb, V, Ir, Pd, Rh, Ru, Hg, Os and Mo, in different drugs and excipients, at levels that meet the new criteria established by the regulatory agencies. We also evaluated the use of the dynamic reaction cell (DRC) to eliminate spectral interferences for As, Cr And V. Finally, for As and Hg, speciation methods were applied. All analysis were performed focusing on robustness, versatility and sample high-throughput. We tested five sample preparation strategies: closed microwave system digestion, microwave digestion - open system, water bath digestion, direct acid dilution and ultrasound probe extraction. Recovery studies in ordinary samples and reference certified materials were observed with the closed microwave digestion system and ultrasound probe extraction (84 and 101%). Detection limits ranged from 0.001 ng g-1 for 103Rh to 0.083 ng g-1 for 75As. The analytical methodology was then applied for the determination of the elements in study in 74 samples of drugs and excipients. The most frequently found element was Cu, followed by Cr, Mo, Ni, Pd and V. The chemical elements Ir, Pt, Os and Ru were not detected. It should be mention that the concentrations of Pd, Rh, As, Cd, Cr, Cu, Ni, V and Mo were above the limit recommended by the American pharmacopeia in some samples. Only inorganic arsenic (most toxic forms) was found in samples by applying speciation analysis. Regarding Hg, only one sample had detectable levels of this element, but the concentration was below the limit established by the American pharmacopeia

O arsênio é um dos mais tóxicos elementos químicos e reconhecidamente carcinogênico. Ele pode ser encontrado em alimentos basicamente em 5 formas: arsenobetaína (AsB), dimetil-arsênio (DMA), monometil-arsênio (MMA), arsenato (As5+) e arsenito (As3+), sendo estas duas últimas (As-i) as mais tóxicas. Assim, é de suma importância a utilização da especiação química de As para avaliação dos reais riscos associados à ingestão de alimentos contaminados. Neste sentido, o presente trabalho teve como objetivos o desenvolvimento de um método para separação das espécies de As por LC e detecção por ICP-MS; extrações quantitativas das espécies de As de tecidos animais e em grãos de arroz; aplicação dos métodos em amostras de alimentos consumidos no Brasil; e estudo do metabolismo do As em diferentes cultivares de arroz. O método desenvolvido para a extração das espécies de As em tecidos animais (ovo, músculos de ave, peixe e boi, etc.) utilizou apenas metanol (10%v/v) e ácido nítrico (2%v/v) como extratores e 2 minutos de sonicação, mostrando recuperação quantitativa do analito (>88%, n=3) pela análise dos materiais de referência (CE278, DOLT-3, DORM-3 e SRM NIST 1577). No entanto, para a análise de arroz, apenas ácido nítrico 2%v/v foi utilizado como extrator, possibilitando uma recuperação quantitativa (>94%, n=6), quando da análise do material de referência (NIST Rice Flour 1568a). Para a separação cromatográfica foram avaliadas diversas colunas, das quais a troca aniônica (Hamilton PRP-X100®) foi utilizada em todos os experimentos. A aplicação dos métodos na análise de alimentos diversos consumidos no Brasil mostrou uma grande variação nas concentrações das diferentes espécies do arsênio em músculos, ovos e, especialmente, no arroz. Devido as altas concentrações de As encontradas em amostras de arroz comercializadas no Brasil (em vários casos com predominância das espécies mais tóxicas, As3+ e As5+) e ao grande consumo deste alimento no país e no mundo, foi também realizado um estudo de metabolismo do As em 6 diferentes cultivares. O foco deste estudo foi a síntese de fitoquelatinas (PCs), compostos não peptídicos produzidos por plantas expostas a elementos tóxicos, e sua influência no fator de transferência (TF) do As solo-grãos. O TF do As, assim como a concentração das PCs, variaram em relação aos cultivares (genótipos) estudados. Além disso, as PCs mostraram ter uma forte correlação positiva entre si e com a concentração de As-i nos grãos, bem como uma correlação negativa do TF do As raízes-grãos. Portanto, os métodos desenvolvidos demonstraram fácil aplicação em rotina para avaliação toxicológica dos alimentos em relação às espécies de As e, finalmente, o estudo de metabolismo do As pela planta do arroz pode contribuir para escolha de cultivares que o absorvam menos, reduzindo sua ingestão frente ao consumo de arroz. / Arsenic is one of the most toxic chemicals and known carcinogen. It can be found in food basically in 5 different forms: arsenobetaine (AsB), dimethyl arsenic (DMA), monomethyl arsenic (MMA), arsenate (As5+) and arsenite (As3+), the latter two forms (i-As) are the most toxic. Thus, it is of extreme importance the use of chemical speciation for the evaluation of the real risks associated to arsenic intake from contaminated food. In this sense, this study aimed develop a simple method for separation of arsenic species by LC and detection by ICP-MS, quantitative extraction of arsenic species from animal tissues and rice grains, the application of the proposed method in the analysis of food samples commercialized in Brazilian markets, and the study of arsenic metabolism in different rice cultivars. The method developed for the extraction of arsenic species in animal tissues (egg, muscle of chicken, fish and cattle, etc.) used only methanol (10%v/v) and nitric acid (2%v/v) as extractant and 2 minutes of sonication, showing quantitative recovery of the analyte (>88%, n=3) when analyzing reference materials (CE278, DOLT-3, DORM-3 e SRM NIST 1577). However, for the analysis of rice grains, only nitric acid (2%v/v) was used as extractant, allowing a quantitative recovery (>94%, n=6), when analyzing the reference material (NIST Rice Flour 1568a). For the chromatographic separation several columns were evaluated and an anion exchange column (Hamilton PRP X-100) was used in all experiments. The analysis of several foods consumed in Brazil, showed a wide variation in the concentrations of different arsenic species in muscle, eggs, and especially in rice. Due to the high concentrations of arsenic found in rice samples (in several cases with predominance of more toxic species, As3+ and As5+) and the large consumption of this food in the country and abroad, it was also carried out a study on arsenic metabolism in 6 different rice cultivars. The focus of this study was the synthesis of phytochelatins (PCs), non-peptide compounds produced by plants exposed to toxic elements, and its influence on the transfer factor (TF) soil-grains. The TF of arsenic as well as the concentration of PCs varied in relation to the cultivars (genotype) studied. Furthermore, the PCs have shown a strong positive correlation between themselves and with the concentration of i-As in the grains, and a negative correlation with TF roots-grains. Therefore, the developed method demonstrated feasibility for routine use in toxicological studies of arsenic species in food samples and, finally, the study of arsenic metabolism in rice plant can contribute to the selection of cultivars that absorb less arsenic, thereby reducing the intake of this toxic element by rice consumption.

Há controvérsia sobre os processos responsáveis pela atual distribuição de Florestas Tropicais Sazonalmente Secas (FTSS) na América do Sul. Este tipo de vegetação compreende uma grande proporção de todas as espécies neotropicais. Entender o que modela a sua distribuição pode fornecer novas perspectivas para a evolução deste bioma e contribuirpara os aspectos de sua conservação. O trabalho avaliou a evolução deste bioma no sul do Brasil, onde as FTSS e as Florestas Tropicais (FT) são amplamente intercaladas. Para isso, foi reconstruídaa história filogeográfica do cacto, Cereus hildmannianus, uma espécie característica e abundante das FTSS. Métodos de datação molecular, estrutura populacional e filogeografia foram realizadas para avaliar os eventos histórico-demográficospor meio de uma amostragem densa que compreendeu 24 populações e cerca de 150 amostrasde, pelo menos, uma dentre as seis regiões genômicas nuclear e cloroplastidiais selecionadas. A partir disso, foi investigado um possível cenário da dinâmica populacional de C. hildmannianus. Os resultados indicam uma separação da espécie em dois grupos principais (ST: 0,788) com eventos de expansão populacional: umem regiões costeiras e o outro no interior do sul do Brasil, concondante com a distribuição dos núcleos das FTSS. O tempo do ancestral comum mais recente de C. hildmannianus, há 2,56 milhões de anos, remete a especiação deste ao período pré-Glacial. Os resultados do padrão de distribuição de C. hildmannianus foram concordantes com as áreas de endemismo para outros táxons das FTSS. Os eventos de dispersão e de vicariância entre as FTSS e as FT podem estar associados às mudanças paleoclimáticas durante os períodos glaciais do Quaternário, promovendo eventos de retração/expansão nestas florestas. A compreensão desses padrões na história biogeográfica de populações naturais podem auxiliar futuros planos de conservação deste bioma, na América do Sul. / There is controversy about the processes responsible for the current distribution of Seasonally Dry Tropical Forests (SDTF) in South America. This vegetation type comprises a large proportion of all Neotropical species. Understanding what shapes your distribution may provide new insights into the evolution of this ecosystem and contribute to aspects of conservation. The study evaluated the evolution of this biome in southern Brazil, where SDTF and Rainforests are widely interspersed. For this, we reconstructed the phylogeographic history of the cactus, Cereus hildmannianus, a kind of characteristic and abundant SDTF. Molecular dating methods, population structure and phylogeography were performed to evaluate the historical and demographic events through a dense sampling which comprised 24 populations and about 150 samples of at least one among the six nuclear and chloroplast genomic regions selected. From this, we investigated a possible scenario of population dynamics of C. hildmannianus. The results indicate a separation of the species into two main groups (ST: 0.788) with events of population expansion: one in coastal regions and the other inside the south of Brazil, concondante with the distribution of the nuclei of SDTF. The time of the most recent common ancestor of C. hildmannianuswere 2.56 million years ago, this speciation refers to the pre-Glacial. The results of the distribution pattern C. hildmannianus were consistent with areas of endemism for other taxa of SDTF. The events of dispersal and vicariance between SDTF and Rainforests may be related to paleoclimatic changes during glacial periods of the Quaternary, promoting events shrinkage /expansion in these forests. Understanding these patterns in the biogeographic history of natural populations may aid future conservation plans this biome in South America.

Orientadores: Marco Aurélio Zezzi Arruda, Anne-Hélène Fostier / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T06:38:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lehmann_EraldoLuiz_M.pdf: 2472831 bytes, checksum: 9197e3f8344d1f42efcc6e44cd1ffe01 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nessa Dissertação foram avaliados um sistema de injeção em fluxo com geração de hidretos acoplado a um espectrômetro de absorção atõmica com atomizador forno metálico de liga Inconel 600® (FI-HG-MF-AAS), bem como a técnica de extração assistida por micro-onda (MAE) como método de preparo de amostra para especiação de arsênio inorgânico. Para o sistema FI-HG-MF-AAS, condições brandas (pH tamponado em 4,5 e concentração de tetraidridoborato(1-) 0,1% (m/v)) foram utilizadas para que apenas a espécie Asi(III) gerasse o seu respectivo hidreto (arsano - AsH3), atingindo-se limites de detecção de 2,0 mg L e quantificação de 6,6 mg L, tornando o método adequado para uso em análises que atendam a portaria de potabilidade de água de acordo com o Ministério da Saúde e Organização Mundial da Saúde (WHO). O Asi(V) não apresentou qualquer sinal nas condições brandas, e apenas o uso de L-cisteína como pré-redutor foi eficiente para sua conversão a Asi(III). O teste de recuperação foi realizado utilizando material de referência NIST 1643e, Traços de elementos em água, com 60,45 mg L de arsênio total. O resultado mostra que Asi(III) não está presente na amostra em concentração acima do limite de detecção, e usando L-cisteína na concentração de 3% (m/v), obteve-se 60,5 mg L de Asi total, atingindo 100% de recuperação. A técnica de extração assistida por micro-onda mostrou-se eficaz para a extração de As total no material certificado de plâncton BCR414, atingindo um nível 93% de recuperação. Também se mostrou eficiente para manter as espécies de As inorgânico (Asi(III) e Asi(V)) inalteradas, sendo assim uma técnica promissora para o preparo de amostras para a análise de especiação / Abstract: In this work a Flow Injection - Hydride Generation - Metallic Furnace - Atomic Absorption Spectrometry (FI-HG-MF-AAS) system was evaluated, using an Incone600 ® alloy tube as a metallic oven, as well as the technique of microwave-assisted extraction (MAE) for sample preparation aiming speciation of inorganic arsenic. For the FI-HG-MF-AAS system, mild conditions (buffered media at pH 4.5 and concentration of tetrahydridoborate (1-) 0.1% (m/v)) allow that only iAs(III) generates hydride (arsane - AsH3), reaching a detection limit of 2.0 m gL and limit of quantification of 6.6 mg L, making suitable for its use in analysis according to Brazilian's Ministry of Health and World Health Organization (WHO) for drinking water. The inorganic As(V) did not show signal in mild conditions, and only the use of L-cysteine as pre-reducing agent was efficient in its conversion to inorganic As(III). The recovery test was carried out using reference material NIST 1643e, Trace elements in water, with 60.45 mg L of total arsenic. The result shows that inorganic As(III) is not present at concentration above the limit of detection, and using L-cysteine 3% (w/v), was obtain a total inorganic As concentration of 60.5 mg L, reaching a recovery of 100%. Microwave-assisted extraction technique was effective for the extraction of the total arsenic in certified plankton BCR414material, reaching a recovery level of 93%. Additionally, it also proved to be effective in preserving the species of unchanged inorganic arsenic, making it a promising technique for sample preparation aiming a speciation analyzes / Mestrado / Quimica Analitica / Mestre em Química

Orientadores: Marco Aurélio Zezzi Arruda, Fábio Augusto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-21T15:26:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_ElidianeGomesda_D.pdf: 2153115 bytes, checksum: 5169aef7da6fd6ddcc74f0fd71a98fe7 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: No Capítulo 1, é proposta a combinação das técnicas de microextração em fase sólida com a espectrometria de absorção atômica em forno de grafite para extração de Se(IV) derivado, seguida de detecção por GC-MS. O método é aplicado com sucesso na determinação de Se total em materiais de referência certificado (BCR-414 and SRM 1643e), sendo obtidas recuperações de 97% para a água (SRM 1643e) e 101% para o plâncton (BCR-414). O método também é aplicado para determinação de selênio em amostra de medicamento manipulado a base de quelato de selênio. No Capítulo 2, a técnica de HPLC com troca aniônica acoplada a ICP-MS, é usada para identificação e determinação de quatro espécies de selênio (Se(IV), Se(VI), selenometionina e selenocistina) em amostras biológicas (plâncton, castanha-do-pará, urina e folhas de girassol). A extração das espécies, presente em plâncton (BCR-414), castanha-do-pará e folhas de girassol, é realizada com água, e um teste de simulação de digestão gastrointestinal também é aplicado para identificar as espécies de selênio bioacessíveis em castanha do Pará. O Se(IV) é a principal espécie extraída no plâncton, com maior concentração de selênio no extrato. A castanha-do-pará possui, principalmente, selenocistina e selenometionina, sendo que somente a selenometionina é identificada como bioacessível. O estudo de especiação de selênio por HPLC-ICP-MS sugere a presença de selenocistina em urina de homens e mulheres. As folhas de girassol, de plantas cultivadas com solução de selenito apresentam um maior número de espécies de selênio, em comparação a planta controle / Abstract: In Chapter 1, the combination of the techniques of solid phase microextraction with atomic absorption spectrometry graphite furnace is proposed, using an SPME fiber device and graphite furnace (GF) for extracting Se compounds. The extracted compounds are separated and detected by GC-MS. The method is successfully applied to the total Se determination in certified reference materials (BCR-414 and SRM 1643e). The SPME-GF method combined with GC-MS is also applied to the determination of total selenium in a commercial drug sample (selenium chelate). In Chapter 2, the anion-exchange HPLC technique coupled to ICP-MS is used for identification and determination of four selenium species (Se(IV), Se(VI), selenomethionine and selenocystine) in biological samples (plankton, Brazil nuts, urine and sunflower leaves). The extraction of the species is carried out using water for plankton (BCR-414), Brazil nuts and sunflower leaf. A simulated gastrointestinal digestion is also used to identify bioaccessible selenium in Brazil nuts. The Se(IV) is the predominant specie in the plankton, with the highest selenium concentration in the extract. The Brazil nuts contain selenomethionine and selenocystine species, but only selenomethionine is identified as bioaccessible. The study of selenium speciation by HPLC-ICP-MS suggests the presence of selenocystine in the urine of women and men. The sunflower leaves of plants cultivated with selenite have a higher number of selenium species compared to the control plants / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

A adaptação e a diversificação em sistemas multiespecíficos são crescentemente reconhecidas como processos relevantes para a compreensão da biodiversidade. Nosso objetivo foi investigar como a seleção natural relacionada a interações ecológicas influencia a estrutura, dinâmica e diversificação de assembleias mutualistas. Primeiro, modelamos como mutualismo e competição intraespecífica geram regimes seletivos antagônicos que definem padrões de diversificação. Nossos modelos preveem que em mutualismos de baixa intimidade, nos quais cada organismo têm muitos parceiros individuais, fenótipos extremos têm interações mutualísticas desajustadas em relação à complementaridade de traços, contrabalanceando efeitos diversificadores da competição intraespecífica e restringindo a especiação. Em sistemas de alta intimidade, nos quais mutualismos têm maior impacto adaptativo e cada organismo têm poucos parceiros, tal seleção estabilizadora imposta por mutualismos é reduzida, favorecendo a diversificação. Entretanto, mutualismos de baixa intimidade são mais ricos que mutualismos íntimos na natureza. Sob baixa intimidade de interações, adições de espécies não-aparentadas envolvidas em dinâmicas de convergência constituem explicação plausível para essa discrepância. Em sistemas de alta intimidade, restrições a adições de espécies impostas por histórias coevolutivas estreitamente relacionadas poderiam explicar menores riquezas, apesar do maior potencial de diversificação adaptativa. Em segundo lugar, avaliamos se reconfigurações adaptativas das interações ecológicas podem explicar a variação estrutural de redes mutualistas. Usando um modelo eco-evolutivo, mostramos que a seleção favorecendo trocas de mutualistas e maximizando a abundância das espécies altera propriedades das redes, aumentando seu aninhamento e diminuindo sua estabilidade. Nossos modelos superestimaram o aninhamento em mutualismos de alta intimidade, possivelmente porque não consideramos ligações proibidas impostas por morfologia ou fenologia. Entretanto, as redes simuladas reproduzem aninhamento e modularidade de mutualismos de baixa intimidade, cujas interações são mais flexíveis. Sob competição por mutualistas, as reconfigurações da rede continuam em um dinâmica sem fim, mesmo quando estrutura e a estabilidade atingem níveis assintóticos, o que pode explicar a variação empírica de interações em redes com estruturas temporalmente constantes. Em um terceiro estudo, modelamos como diferentes modos de especiação modificam propriedades de redes mutualistas. Se a especiação resulta em expansão do nicho e as espécies emergentes tornarem-se mais conectadas, o aninhamento aumenta e a modularidade diminui, frequentemente resultando em redes instáveis. Se a especiação causar retração do nicho e as espécies emergentes tornarem-se menos conectadas, aninhamento e modularidade aumentam, promovendo estabilidade. Diferentes regras de sobreposição de nicho entre espécies emergentes não alteraram esses resultados. Assim, retrações de nicho via divergência adaptativa, como deslocamentos de caracteres na especiação simpátrica, devem gerar espécies incorporáveis às redes mutualistas sem desestabilização. Entretanto, expansões de nicho via adaptações a recursos complementares em alopatria devem desestabilizar as redes quando do contato secundário. Efeitos potencialmente amplos de um único evento de especiação mostram que estudos relacionando diversificação e dinâmica são relevantes para o debate sobre complexidade e estabilidade de redes ecológicas. Concluímos que a compreensão mecanística sobre as origens e a manutenção da biodiversidade depende da integração de teorias ecológicas e evolutivas com base em dados empíricos, como fizemos aqui ao modelar dinâmicas adaptativas de interações ecológicas usando informações sobre a organização e história natural de assembleias mutualistas / Adaptation and diversification in species-rich systems are increasingly recognized as relevant processes to improve our understanding on biodiversity. Our aim was to investigate how natural selection related to ecological interactions shapes the structure, dynamics and diversification of mutualistic assemblages. First, we modeled how mutualism and intraspecific competition generate antagonistic selective regimes that define patterns of diversification. Ours models predict that in low intimacy mutualisms, in which each organism has various individual partners, extreme phenotypes experience trait mismatches in mutualistic interactions that oppose the diversifying effects of intraspecific competition and constrain speciation. In high intimacy systems, in which mutualistic interactions have a higher impact on fitness and each organism has fewer partners, such stabilizing selection is reduced, favoring diversification. However, low intimacy mutualisms are richer than high intimacy mutualisms in nature. Under low interaction intimacy, additions of non-related species involved in trait convergence dynamics are a plausible explanation for such a discrepancy. In high intimacy systems, restrictions to species additions imposed by tight coevolutionary histories could explain lower richnesses despite of a higher potential for adaptive diversification. In a subsequent study, we evaluated whether the adaptive rewiring of ecological interactions explain the structural variation of mutualistic networks. Using an eco-evolutionary model, we show that selection favoring continuous interaction switching that maximizes species abundances changes network properties, increasing nestedness and decreasing stability. Our models overestimated nestedness in high intimacy mutualisms, probably because we did not consider forbidden links imposed by morphology or phenology. However, simulated networks reproduce nestedness and modularity of low intimacy mutualism, in which interactions are more flexible. Under competition for mutualists, rewires continue in an endless dynamics, even when the structure and stability reach asymptotic levels at the network level, which could explain the empirical variation of interactions in networks showing temporally constant structures. In a third study, we modeled effects of different modes of speciation on mutualistic network properties. If speciation results in niche width expansion and emerging species become more connected, nestedness increases and modularity decreases, often resulting in unstable networks. If speciation causes niche width retractions and emerging species become less connected, both nestedness and modularity increase, promoting stability. Different rules of niche overlap between emerging rules did not change these results. Therefore, niche retractions via adaptive divergence, such as character displacement in sympatric speciation, can generate species that will enter local networks without destabilizing them. However, niche width expansions due to adaptation to additional resources in allopatry should destabilize networks if secondary contact between emerging species occur. High magnitude potential effects of a single speciation event show that studies relating diversification and dynamics are relevant to the debate on complexity and stability of ecological networks. We concluded that the mechanistic understanding of biodiversity origins and maintenance relies on the integration between ecological and evolutionary theories based on empirical data, as wed did here by modeling the adaptive dynamics of ecological interactions using information on the structure and natural history of mutualistic assemblages