Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-09-06T16:08:00Z No. of bitstreams: 1 Lopes W A Tese de Doutorado IQ-UFBA 2007.PDF: 2585828 bytes, checksum: 5e4ecce83a58663cda34dce3a68a966c (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2016-09-08T10:48:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Lopes W A Tese de Doutorado IQ-UFBA 2007.PDF: 2585828 bytes, checksum: 5e4ecce83a58663cda34dce3a68a966c (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T10:48:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lopes W A Tese de Doutorado IQ-UFBA 2007.PDF: 2585828 bytes, checksum: 5e4ecce83a58663cda34dce3a68a966c (MD5) / CNPq, FINEP, FAPESB e ANEEL / Os Hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) são poluentes formados geralmente durante a combustão incompleta de petróleo e derivados, carvão mineral, biomassa e outros materiais orgânicos. São emitidos por diversas fontes naturais ou antrópicas e estão presentes na atmosfera, hidrosfera e litosfera. A atmosfera é o seu principal meio de transporte onde se encontram em fase vapor ou adsorvidos em material particulado. Em centros urbanos, sua emissão está associada principalmente aos veículos automotores, movidos a diesel e gasolina. Os HPA e seus derivados, por exemplo, os nitro-HPA e oxi-HPA, são agentes cancerígenos e/ou mutagênicos, daí a importância de estudos sobre a sua presença na atmosfera e em outras matrizes ambientais, sobre a reatividade e atividades biológicas. Neste trabalho, foram determinadas as concentrações atmosféricas para 16 HPA considerados como poluentes prioritários pela agência de proteção ambiental dos Estados Unidos da América (U. S. EPA), em amostras de material particulado atmosférico (MPA), usando o método de CG-EM com monitoramento de íons selecionados. As amostras de MPA foram coletadas em amostradores de grande volume (Hi-vol) e, em seguida, foram extraídas usando a técnica de sonicação e uma solução de acetonitrila e diclorometano (3:1) como solvente. Os extratos foram pré- concentrados (10/1) e em seguida analisados por CG-EM/SIM. Com o objetivo de assegurar uma boa separação dos 16 HPA, no menor tempo de análise, foi utilizado o planejamento multivariado para estabelecer as condições de programação de temperatura do forno (aquecimento da coluna). O processo de otimização foi realizado por meio do planejamento fatorial fracionário e através do planejamento do tipo Box-Behnken, sendo avaliados os seguintes fatores: temperatura inicial (oC), velocidade de elevação da temperatura N° 1 (°C.min-1), temperatura intermediária (oC), velocidade de elevação da temperatura N° 2 (°C.min-1) e temperatura final (oC). As condições otimizadas para a separação dos 16 HPA foram estabelecidas em: 70 °C (2 min) ? 200 °C (30 °C/min, 5 min) ? 300 °C (5 °C/min, 1,67 min). O tempo total da análise, com uma boa separação dos 16 analitos, ficou em 33 minutos. A validação da técnica de CG-EM, no modo SIM, apresentou resultados considerados satisfatórios para a repetitividade da resposta do detector, repetitividade do tempo de retenção, e linearidade das curvas de calibração. Os limites de detecção foram estabelecidos entre 0,13 e 0,34 ng mL-1 (área) e 0,18 e 0,72 ng mL-1 (altura de pico) e os limites de quantificação entre 0,38 e 1,04 ng mL-1 (área) e entre 0,61 e 2,39 ng mL-1 (altura de pico). As amostras ambientais de MPA foram coletadas em quatro diferentes locais, apresentando os seguintes resultados: i) Estação da Lapa (Salvador, BA) - Os HPA presentes em concentrações mais altas foram o criseno (CRI), pireno (PIR) e benzo[b]fluoranteno (BbF), apresentando concentrações médias de respectivamente 2,62, 1,32 e 1,30 ng m-3, e perfil compatível com emissões de veículos movidos a diesel; ii) Porto de Aratu (Candeias, BA) - Os HPA presentes em maiores concentrações foram o benzo[b]fluoranteno (BbF), benzo[g,h,i]perileno (BgP) e Indeno[1,2,3- c,d]pireno (IND), apresentando concentrações médias de respectivamente 2,53, 1,22 e 1,12 ng m-3 (AGV-PTS) e 1,74, 0,82 e 0,73 (AGV MP10); iii) Ilha de Maré, (Salvador, BA) – os valores mais altos foram observados para o benzo[b]fluoranteno (BbF), benzo[b]fluoranteno (BkF) e benzo[g,h,i]perileno (BgP), apresentando concentrações médias de respectivamente 1,62, 0,73 e 0,72 ng m-3; iv) Cidade Universitária da USP (São Paulo, SP) - Os HPA que apresentaram maiores concentrações médias foram o benzo[b]fluoranteno (BbF), criseno (CRI) e o benzo[g,h,i]perileno, com os valores de, respectivamente, 0,93, 0,50 e 0,49 ng m-3. Os resultados foram avaliados em termos de perfil das concentrações, prováveis fontes de emissões e, em alguns casos, por comparação com análises anteriores. / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) are ubiquitous pollutants that are emitted from several natural or anthropic sources and may be present in the atmosphere, hydrosphere and lithosphere. They usually originate during the incomplete combustion of petroleum and its derivatives, mineral coal, biomass and other organic materials. They are mainly transported in the atmosphere, being present either in the vapor phase or adsorbed in particulate material. In urban centers, emission is mainly associated with diesel- and gasoline-powered motor vehicles. Since PAH and derivatives, e.g. nitro-PAH and oxy-PAH, are carcinogenic and/or mutagenic agents, to study the effect of their presence in the atmosphere and in other environmental matrices on the biological activity and reactivity are of key relevance. In this study, the atmospheric concentrations of the 16 PAHs that are considered priority pollutants by the U.S. Environmental Protection Agency were evaluated in samples of atmospheric particulate material (APM), using gas chromatography / mass spectrometry with selected-ion monitoring mode (GC-MS/SIM). APM samples were collected in high-volume air samplers (Hi-vol) and then extracted under sonication with a solution of acetonitrile and dichloromethane (3:1) as a solvent. Extracts were pre-concentrated (10/1) and analyzed by GC-MS/SIM. In order to assure an adequate separation of the 16 PAHs, in the shortest analysis time, a multivariate design was used to set the conditions of the oven temperature program (column warming). The optimization process was carried out using factorial fractional design and Box-Behnken design. The following factors were evaluated: initial temperature (ºC), temperature rate N°1 (ºC.min-1), intermediate temperature (ºC), temperature rate N°2 (ºC.min-1) and final temperature (ºC). The optimized conditions for the separation of the 16 PAH were set at: 70 ºC (2 min) → 200 ºC (30 ºC/min, 5 min) → 300 ºC (5 ºC/min, 1.67 min). Total analysis time, with an adequate separation of the 16 analytes was 33 minutes. Validation of GC-MS in the SIM mode rendered satisfactory results for repeatability of detector response, repeatability of retention time, and linearity of calibration curves. Detection limits were established between 0.13 and 0.34 ng mL- 1 (area) and 0.18 and 0.72 ng mL-1 (peak height). Environmental samples of PMA were collected at four different locations, with the following results: i) Lapa Bus Station (Salvador, BA) - The PAH with the highest concentrations were crysene (CRY), pyrene (PYR) and benzo[b]fluoranthene (BbF), with mean concentrations of 2.62, 1.32, and 1.30 ng m-3, respectively, suggesting a profile compatible with diesel vehicle emissions; ii) Port of Aratu (Candeias, BA) – The PAH with the highest concentrations were benzo[b]fluoranthene (BbF), benzo[g,h,i]perylene (BgP) and indeno[1,2,3-c,d]pyrene (IND), with mean concentrations of 2.53, 1.22, and 1.12 ng m-3 (TSP) and 1.74, 0.82 e 0.73 (PM10), respectively; iii) Ilha de Maré, (Salvador, BA) – The PAH with the highest concentrations were benzo[b]fluoranthene (BbF), benzo[k]fluoranthene (BkF) and benzo[g,h,i]perylene (BgP), with mean concentrations of 1.62, 0.73 e 0.72 ng m-3, respectively; iv) University of São Paulo (São Paulo, SP) - The PAH with the highest mean concentrations were benzo[b]fluoranthene (BbF), chrysene (CRI) and benzo[g,h,i]perylene (BgP) with values of 0.93, 0.50 and 0.49 ng m-3, respectively. The results were evaluated with respect to concentration profile, probable emission sources and in some cases, were compared to prior analyses.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-09-19T18:04:41Z No. of bitstreams: 1 Tese_Sarah_Rocha_LSGT.pdf: 3229640 bytes, checksum: af1acce9c5d43271ea20530b0fd1f510 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-09-22T12:43:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese_Sarah_Rocha_LSGT.pdf: 3229640 bytes, checksum: af1acce9c5d43271ea20530b0fd1f510 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-22T12:43:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Sarah_Rocha_LSGT.pdf: 3229640 bytes, checksum: af1acce9c5d43271ea20530b0fd1f510 (MD5) / Um método de extração em ponto nuvem de hidrocarbonetos policíclicos aromáticos foi desenvolvido, utilizando tensoativos octilfenol polietoxilados com derivatização do coacervato, como etapa que antecede a detecção por cromatografia a gás acoplada à espectrometria de massa. Foi realizado um estudo da influência da presença de aditivos na redução da temperatura de ponto nuvem do OPEO30 e do OPEO35, surfactantes com temperaturas de ponto nuvem superiores a 100 oC, através adição de sais, álcoois, OPEO7.5 e misturas de sais e álcoois. Observou-se em todos os casos diminuição da temperatura, sendo o sulfato de sódio o aditivo que resultou maior redução da temperatura. Selecionou-se o OPEO30 para as demais etapas do trabalho. Fez-se a otimização das condições da reação de derivatização do coacervato por meio de planejamento fatorial 23, utilizando-se a resposta global para avaliar os resultados. Selecionou-se as condições do ponto central do planejamento fatorial, ou seja, 125 L de BSTFA, 100 L de piridina e banho de água à 70 oC por 45 min, para a derivatização de 30 L de fase rica em surfactante. O procedimento de ponto nuvem foi otimizado, sendo avaliadas as variáveis concentração de surfactante, temperatura e tempo de banho de água, sendo proposta a seguinte metodologia: 1,0 mL de OPEO30 10% m v-1, 10,0 mL de amostra, 1,25 g de sulfato de sódio anidro, banho de água à 70 oC por 10 min, centrifugação à 3000 rpm por cinco min. O método mostrou-se seletivo, sendo observado efeito de matriz intenso, o qual foi corrigido. Os limites de quantificação obtidos estão entre 39 e 176 ng L-1. O método proposto também foi comparado com o método USEPA 3510C, estando as concentrações obtidas, quando analisada uma amostra real de água subterrânea, bem próximas, com recuperações variando entre 90,0 e 97,5 %. O método proposto foi aplicado a amostras de água subterrânea coletadas em poços localizados em postos de revenda de combustíveis. Em todas as amostras foram detectados HPA. / A method for cloud point extraction of polycyclic aromatic hydrocarbons was developed using surfactants octylphenol polyethoxylated with the coacervate derivatization as step prior to gas chromatography-mass spectrometry detection. An influence of additives study on the reduction of cloud point temperature OPEO30 and OPEO35, surfactants with cloud point temperatures above 100 ° C, was conducted, by addition of salts, alcohols, and mixtures OPEO7.5 salts and alcohols. It was observed in all cases cloud point reduction and sodium sulfate was the additive that result in a most effective. The OPEO30 was selected for others work steps. The factorial design 23 was used to optimize the reaction of derivatization, using the global response to evaluate the results. Were selected the central point experimental design condition, 125 L of BSTFA, 100 L of pyridine and water bath at 70 oC for 45 min for 30 L of surfactant-rich phase derivatization. The cloud point extraction procedure was optimized and surfactant concentration, heating bath temperature and time variables, were evaluated. Was proposed the following method: 1,0 mL of OPEO30 10% v m-1 solution, 10,0 mL of sample, 1,25 g of anhydrous sodium sulfate, water bath at 70 °C for 10 min. The centrifugation was performed at 3000 rpm for five min, removing the aqueous layer after each centrifugation step. A 30L coacervate aliquot was withdrawn, and performed derivatization and subsequent GC-MS analysis. The method was validated. The method was selective, an intense matrix effect was observed and was corrected. The quantification limits obtained were between 39 and 176 ng L-1.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The given work presents the development and usage of a device (DEC Device for Extraction and Collection) capable of generate and collect fumes produced by the heating of asphalt cement samples. The DEC was elaborated aiming its employment on laboratory bench. The heating of the asphalt binder in a closed system generates the fumes. This process occurs under controlled temperature and non-oxidizing atmosphere with hot argon gas as carrier. The fumes are then extracted from small portions of asphalt binder. The developed system was applied on the generation and collection of asphalt binder fumes commercially available in Brazil. The levels of some polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH) for the collected fumes were determined. According to the World Health Organization, these compounds must be monitored, regarding their carcinogenic potential. The DEC can operate over a wide temperature range that covers all usual asphalt application temperatures, without any significant losses of the components and without risk of ignition, due to the inert atmosphere. Besides, the present device may operate using different solvents for extraction or even no solvents, through the heating of the sample in question. In addition, the effect of the asphalt cement mass temperature on the PAH levels was discussed in this work. The DEC allows the fume collection either straight from the liquid phase (absorbent solutions) or in solid phase (adsorbent solids). The analysis of the collected fumes using the DEC reported 14 out of the 16 PAH considered high priority by the EPA (Environmental Protection Agency). / O presente trabalho trata da construção e utilização de um dispositivo (DEC-Dispositivo de Extracão e Coleta) capaz de gerar e coletar fumos produzidos pelo aquecimento de amostras de cimento asfáltico. O DEC foi desenvolvido para utilização em bancada de laboratório, e a geração dos fumos se da através do aquecimento do ligante asfáltico em sistema fechado, com temperatura controlada em atmosfera não oxidante utilizando-se para isso argônio aquecido como gás de arraste. As extrações dos fumos são feitas a partir de pequenas massas de ligante asfáltico. O sistema desenvolvido foi aplicado na geração e coleta de fumos de ligantes asfálticos comercializados no Brasil. Os fumos coletados foram analisados quanto aos teores de alguns hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) cujo monitoramento é recomendado pela Organização Mundial da Saúde devido ao seu potencial carcinogênico. O DEC pode ser operado numa ampla faixa de temperaturas que cobre todas as temperaturas usuais de aplicação de asfalto, sem perdas significativas dos analitos e sem risco de ignição em virtude da atmosfera inerte presente. O dispositivo pode operar com diferentes solventes em contato com a massa de cimento asfáltico, e também sem a presença destes solventes, pelo aquecimento direto da amostra. A influencia do efeito da temperatura da massa de cimento asfáltico sobre o teor de HPA observado, foi discutido neste trabalho. O DEC permite a coleta dos fumos tanto diretamente em fase liquida (soluções absorventes) quanto em fase solida (adsorventes sólidos). Na análise dos fumos coletados no DEC foram encontrados 14 dos 16 HPA considerados prioritários pela EPA (Environmental Protection agency).

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:36:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4248.pdf: 3654263 bytes, checksum: b6ca09bad78da4e11f90710ff570c7d0 (MD5) Previous issue date: 2012-02-16 / Financiadora de Estudos e Projetos / Frequent use of urban waters for public supply has been increased, due to reduction of water resources suitable for human consumption. These waters are exposed to point and non-point sources of pollution, such as, atmospheric deposition, vehicle emissions and different types of waste thrown into streets and sidewalks. With storm water events, various toxics compounds are carried by surface run-off, reaching finally, into water bodies within the city. The goal of this research was to evaluate the presence of total mercury, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), heavy metals potentially toxic and acid volatile sulfide (AVS) in the hydrographic basin of Stream Barnabé. Searching environmental impact indicators on an aquatic system located at urban area of Indaiatuba, this water is captured to supply about 40.000 persons. Three points of stream were monitored, close to source, to water intake and to outfall. Water samples were collected monthly and sediments samples quarterly, between april/2010 and junho/2011. The results showed that the highest concentrations of mercury in water were observed during periods when rain interrupted the drought, due to runoff of water containing the material deposited for non-point sources in urban areas during the dry. The point next to water intake presented the highest concentrations of total-HPAs and AVS. We found that the maximums concentrations of metals were reported in setembro/2010 and junho/2011 samples and also setembro/2011 samples it found high concentrations of low molecular weight PHAs (naphthalene, acenaphthene, acenaphthylene and _etrogen) of source _etrogenico. These values were due to superficial water s flux with material deposited by nonpoint sources, accumulated during the dry season. Even though the results have shown normal impact indicators evaluated, it was denoted a vulnerability in this type of supply option, this requires an appropriate consideration in water management, such as interruption of supply, especially in times of heavy rainfall after periods of drought. / Frente ao crescente quadro de escassez hídrica, tem sido freqüente o uso de águas do meio urbano para fins de abastecimento público. Tais águas são sujeitas às fontes localizadas de contaminações, e também a diversas fontes difusas, como deposição atmosférica de longa distância, emissões veiculares e diferentes tipos de resíduos lançados em quintais, ruas e calçadas, que acabam por ser arrastados pelo escoamento superficial até os corpos hídricos urbanos. Neste trabalho foi conduzida uma investigação acerca da presença de mercúrio total, hidrocarbonetos policíclicos aromáticos, metais potencialmente tóxicos e sulfetos volatilizáveis por acidificação na Bacia Hidrográfica do Córrego Barnabé, buscando indicadores de impactos em um corpo aquático localizado na zona urbana da cidade de Indaiatuba-SP, cujas águas são captadas para o abastecimento de cerca de 40.000 pessoas. Foram monitorados três pontos do córrego: início do contato com a zona urbana, região da captação de água e proximidades da foz. As amostras de água foram coletadas mensalmente, e as amostras de sedimento trimestralmente, no período compreendido entre Abril/2010 e Junho/2011. Os resultados mostram que as maiores concentrações de mercúrio na água foram observadas nos períodos em que as chuvas interromperam o período de estiagem, devido ao escoamento superficial das águas contendo o material depositado por fontes difusas no meio urbano durante o período seco. O ponto próximo à captação de água foi o que apresentou as maiores concentrações de SVA e HPAs total. As maiores concentrações de metais foram registradas nas amostras de setembro/10 e junho/11, também nas amostras de setembro/11 foram encontradas altas concentrações de HPAs de baixa massa molar (naftaleno, acenafteno, acenaftileno e fluoreno), de origem petrogênica. Tais valores são resultado do aporte do material trazido pelo escoamento superficial ocorrido no inicio do período chuvoso, que sucedeu a estação seca. Mesmo considerando que os resultados tenham mostrado, em geral, níveis normais nos indicadores de impacto avaliados, é denotada uma vulnerabilidade hídrica neste tipo de opção como abastecimento, sendo cabível uma consideração no gerenciamento hídrico, como a interrupção da captação principalmente em ocasiões de chuvas intensas após períodos de estiagem. xii

A concentração de Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr e Pb, determinada por TXRF, foi investigada em matrizes de água, sedimento e fígados de peixes, amostrados em rios da região mineradora de carvão de Criciúma - SC/Brasil - afetadas por descargas de drenagem ácida de mina (DAM). A relação destes metais com a toxicidade para o bioindicador Daphnia magna (24 e 48 h) foi avaliada, sendo estabelecida correlação entre [Fe]solúvel e toxicidade à D. magna nas amostras de água. Para os sedimentos, há indícios de correlação dos teores de Fe e toxicidade, e nos fígados suspeita-se de níveis de Zn alterados. Efluentes da mineração, incluindo a DAM, após o tratamento por floculação e/ou decantação e/ou flotação e alcalinização mantiveram toxicidade mesmo com os metais reduzidos para concentrações não tóxicas à D. magna. Creditou-se a toxicidade remanescente a hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs, determinada por CG/MS). Foram testados três adsorventes de baixo custo na retenção de metais (Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr e Pb) em soluções ácidas multimetais: casca de arroz (CA), carvão de casca de arroz (CCA) e turfa e carvão ativado comercial (CAC – adsorvente de confronto). As quantidades máximas adsorvidas dos metais (mg) por massa de sorbente (g) - qm, somatório dos metais, foram: CA 75,46 mg g-1; CAC 78,2 mg g-1; turfa 111,3 mg g-1 e CCA 137,49 mg g-1, (Langmuir e Freundlich - não linear). A toxicidade dos metais para D. magna destes eluatos foi reduzida. Foram preparados compósitos a partir de casca de arroz com deposição in situ de TiO2 (CCT – carbon covered with titanium), e testados como catalisador em Processos Oxidativos Avançados (POA). Os catalisadores TiO2 (P25 Degussa) e CCTs (25 e 50% de TiO2) em POA mostraram remoção dos HPAs e da toxicidade (D. magna e Scenedesmus subspicatus) nos efluentes de mineração, adequando os níveis de toxicidade à legislação ambiental vigente (Portaria FATMA 017/02) com resultados superiores do CCT. Assim, a presente tese alega que o uso de adsorventes à base de carvão de casca de arroz é capaz de reter os metais tipicamente presentes em efluentes ácidos (mineração de carvão), e que a toxicidade remanescente nestes efluentes, devida aos HPAs, pode ser reduzida pelo uso de POA, com incremento de eficiência quando o compósito CCT aqui desenvolvido é utilizado. / The concentration of Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr and Pb, determined by TXRF, was investigated in matrixes as water, sediment and fish liver, sampled at mining of coal region rivers from Criciúma - SC/Brazil – targets by acid mine drainage (ADM) discards. The relation of these metals with toxicity to Daphnia magna bioindicator (24 and 48 h) was evaluated, being established a correlation between [Fe]soluble and toxicity to D. magna in water samples. In sediments, correlation between Fe levels and toxicity was observed, and in liver Zn levels were altered. Mining effluents including AMD, after treatment by flocculation and/or decantation and/or flotation and alkalinization remain toxic even when metal concentrations had been reduced to levels which would be non toxic to D. magna. Residual toxicity was accounted to the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs, determined by GC/MS). Three low cost adsorbents were tested in metal retention (Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr and Pb) from multielemental acid solution: rice husk (RH), rice husk carbon (RHC), peat and commercial activated carbon (CAC – confront adsorbent). The maximum quantity of adsorbed metals (mg) by sorbent mass (g) - qm, as metals sum, were: CA 75.46 mg g-1; CAC 78.2 mg g-1; peat 111.3 mg g-1 and CCA 137.49 mg g-1, (Langmuir and Freundlich – non linear). The metal toxicity to D. magna of these eluates was reduced. Composites from rice husk with in situ deposition of TiO2 were synthesized (CCT – carbon covered with titanium), and tested as catalyst in advanced oxidative process (AOP). The catalysts TiO2 (P25 Degussa) and CCTs (25 e 50% de TiO2) in AOP showed PAHs and toxicity remotion (D. magna and Scenedesmus subspicatus) on mining effluents, adjusting toxicity levels to environmental legislation in force (FATMA 017/02), with best results to CCT. Then, the present thesis argues that rice husk carbon adsorbents is capable of retaining the metals typically presents in acid effluents (coal mining), and that remain toxicity in these effluents, from PAHs, can be reduced by AOP use, with efficient increasing when the composite here developed (CCT) is employed.

Os estuários são o receptáculo final de muitos contaminantes antrópicos, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), que podem ser tóxicos aos organismos. A biodisponibilidade dos HPAs pode ser avaliada através de biomarcadores de exposição, como os metabólitos biliares. Este trabalho teve como objetivo avaliar a biodisponibilidade do HPAs em peixes da espécie Mugil curema do Estuário de Santos e de Cananéia, através da análise de metabólitos de HPAs em bile de peixes. As coletas no Estuário de Cananéia foram realizadas nos meses de junho e novembro de 2008 e as coletas no Estuário de Santos foram realizadas entre os meses de março e maio de 2009. Os metabólitos foram analisados através de cromatografia líquida com detector de fluorescência (HPLC/F). A concentração de metabólitos biliares totais para o Estuário de Cananéia variou entre 0,91 a 89,97 ?g g-1 de bile, e para o Estuário de Santos variou de 4,68 a 528,43 ?g g-1 de bile. Houve diferença significativa entre os locais estudados. Observou-se também que não houve diferença significativa entre as amostras de machos e de fêmeas. A biodisponibilidade de HPAs foi considerada como baixa para o Estuário de Cananéia e alta para o Estuário de Santos. Valores de referência foram propostos para analise ambiental de metabólitos biliares de HPAs, sendo estipulada uma concentração de 2,22 ?g g-1 de bile para locais não contaminados. / Estuaries are the final receptacle to many anthropic contaminants, such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), who can be toxic to organisms. The PAH bioavailability can be evaluated through biomarkers, such as biliary metabolites. This work had as objective evaluate the PAHs bioavailability in fishes of Mugil curema from Santos and Cananéia Estuaries, through the analysis of PAHs metabolites in fish bile. The Cananéia Estuary sampling was made in June and November from 2008 and the Santos Estuary sampling was made between the months of March and May from 2009. The metabolites were analyzed through a high performance liquid chromatograph with fluorescence detector (HPLC/F). The biliary metabolites concentrations from the Cananéia Estuary varied between 0,91 a 89,97 ?g g-1 of bile, and from Santos Estuary varied between 4,68 a 528,43 ?g g-1 of bile. There were significant differences between the sampling sites. There were no significant differences between the male and female samples. The PAHs bioavailability was considered low to Cananéia Estuary and high to Santos Estuary. Reference values were proposed to PAHs biliary metabolites environmental analysis, been stipulated a concentration of 2,22 ?g g-1 of bile to uncontaminated sites.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / As concentrações na exaustão e os fatores de emissão dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) prioritários de um veículo a diesel e as suas respectivas concentrações no diesel usado durante os ensaios de emissão veicular foram determinados com a finalidade de estimar a contribuição dos HPA provenientes do combustível nas emissões. Os produtos da combustão foram coletados diretamente nas emissões brutas do escapamento, utilizando um sistema de amostragem a volume constante sem diluição dos gases da exaustão. Os HPA associados ao MP foram amostrados de forma estratificada, utilizando um impactador em cascata MOUDI e filtros de fibra de vidro como substratos, e os HPA em fase gasosa foram amostrados usando cartuchos de amberlite XAD-2. A concentração dos HPA no óleo lubrificante do motor também foi monitorada ao longo do tempo até a sua troca após 12.000 km de uso. Após a extração e tratamento das amostras, a identificação e quantificação dos HPA foram realizadas, utilizando cromatografia de fase gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-EM) com injetor de grande volume de vaporização com a temperatura programável (PTV-LVI). Cinco variáveis do PTV-LVI foram otimizadas, utilizando planejamento de experimentos, o que permitiu obter limites de detecção menores do que 2,0 g L-1. Somente 7 dos 16 HPA prioritários foram identificados na exaustão: NAP, ACY, ACE, FLU, FEN, FLT e PYR. Os ensaios de emissão veicular foram realizados com o veículo em modo estacionário, sem aplicação de carga e com baixa velocidade de rotação do motor (1500 rpm), utilizando um diesel com menor teor de enxofre (10 mg kg-1) e com 5% v/v de biodiesel. Esses fatores possivelmente contribuíram para reduzir as emissões dos outros 9 HPA a valores abaixo dos limites de detecção do método desenvolvido. Aproximadamente 80% da massa dos HPA totais associados ao MP estavam presentes em partículas com tamanho entre 1,0 m e 56 nm, e aproximadamente 4,5% estavam presentes em partículas menores do que 56 nm. Partículas menores que 2,5 m são facilmente inaladas e depositadas no trato respiratório e na região alveolar, justificando a preocupação com relação às emissões de HPA associados a partículas provenientes da exaustão veicular de motores a diesel. Somente 5 dos 7 HPA identificados na exaustão foram detectados no diesel: NAP, ACY, FLU, FEN e PYR. A razão entre os fatores de emissão (g L-1diesel) dos HPA na exaustão e suas respectivas concentrações do diesel (g L-1) variaram de 0,01 0,02 a 0,05 0,029, dependendo do HPA. Esses valores indicam que pelo menos 95 a 99% dos HPA identificados no diesel foram destruídos e/ou transformados em outros compostos durante a combustão, e/ou foram retidos no reservatório do óleo lubrificante. Por outro lado, os HPA que tiveram maiores concentrações no diesel também apresentaram maiores fatores de emissão, o que sugere que os HPA provenientes do diesel possuem uma contribuição significativa para as emissões dos HPA totais. O perfil dos HPA prioritários no óleo lubrificante mostrou-se semelhante ao perfil dos HPA no diesel e nas emissões totais, onde o NAP, FEN e PYR foram os HPA majoritários / A diesel vehicle exhaust concentrations and emission factors of priorities polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and their respective concentrations in the diesel fuel used during the vehicle emissions testing were determined in order to estimate the fuel PAHs contribution to vehicle emissions. Combustion products are collected directly from the raw vehicle exhaust using a constant volume sampling system that does not employ exhaust products dilution. The particle-phase PAHs were sampled in stratified way using a Micro-orifice Uniforme Deposite Impactor (MOUDI) and glass fiber filter as substrates and the gas-phase PAHs were sampled using Amberlite XAD-2 cartridge. The PAHs concentrations in the engine lubricant oil were also monitored over time until its change after 12,000 km of use. After sample extractions and treatments, the PAHs identification and quantification were performed using gas chromatography coupled with mass spectrometry (GC-MS) and programmable temperature vaporization large volume injection (PTV-LVI). Five PTV parameters were optimized using statistical design experiments, which allowed to be obtained detection limits below 2.0 g L-1. Only 7 of 16 priority PAH were identified in exhaustion: NAP, ACY, ACE, FLU, FEN, FLT and PYR. The vehicle emission tests were carried out with the vehicle in stationary mode, without load, low engine speed (1500 rpm), using diesel fuel with lower sulfur (10 mg kg-1) and 5% v/v biodiesel. These factors may have contributed to reduce the other 9 PAH emissions to values below the detection limits of the method developed. Approximately 80% of the PAHs total mass associated with the particulate matter were present in particle size between 1.0 m and 56 nm and approximately 4.5% were present in particles smaller than 56 nm. Particles smaller than 2.5 m are easily inhaled and deposited in the respiratory tract and in the alveolar region, justifying the concern about PAHs emissions associated with particles from vehicle exhaust diesel engine. Only 5 of the 7 PAHs identified in exhaust were detected in diesel fuel: NAP, ACY, FLU, PHE and PYR. The ratio between the PAHs emission factors in exhaust (g L-1 diesel) and their respective concentrations in diesel fuel (g L-1) ranged from 0.01 0.02 a 0.05 0.029, depending on the PAH. These values indicate that al least 95 to 99% of the PAH identified in diesel fuel were destroyed and/or converted into other compounds during the combustion, and/or been retained in lubricant oil reservoir. On the other hand, PAHs that had higher concentration in diesel also had higher exhaust emission factors, which suggests that the PAH from diesel have a mean contribution to total PAHs emissions. The PAH priority profile in lubricant oil was similar to PAH profile in diesel and in vehicle exhaust, where the NAP, FEN and PYR were the majorities PAHs

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Several times the concentrations of PM collected (monthly) in the city of Anapolis exceeded the limits recommended by CONAMA Resolution 03/90 (150 µg.m-3 ) and Goias State Decree number 8544/78 (120 µg. m -3 ), and the average concentration at this site (135 ± 10 μg.m- ³) was higher than the maximum concentration established by state legislation (120 µg.m-3 ). The sum of the concentrations of the 24 HPA analyzed in the PM samples from Goiania ranged from 5.2 to 10.0 ng.m-3 (7.0 ± 1.8 ng.m-3 ). In the city of Anapolis the sum of the concentrations of the 24 PAH was larger and more variable, 6.9 to 19.2 ng.m-3 (12.4 ± 3.8 ng.m-3 ) which may be due to the proximity between the sampler and two highways. In both sample sites statistically significant seasonal variations were not observed in PM and PAH concentrations. The most abundant HPA in these sites was Carbazole, which is originated in the burning of fossil fuel. The diagnostic ratios, ratios among PAH concentrations, confirmed that the main source of particulate matter in the region was the vehicular emission, mainly diesel vehicles. The mean values of benzo[a]pyrene equivalent index (BaPE) were 0.24 ± 0.19 ng.m-3 (n = 10) in the PM samples collected in Goiania, and 0.64 ± 0.38 ng .m-3 (n = 13) in Anapolis. For two samples collected in Anapolis the BaPE values exceeded the limit recommended by the World Health Organization (WHO - 1 ng.m-3 ). Another worrisome was the significant linear correlation between PM and PAH concentrations with some hospitalization data and deaths due to respiratory, circulatory and neoplastic diseases. Therefore, this work showed, for the first time, the concentrations of PAH in PM collected in Goias, and that these particulates can cause damage to health. New calculations will be performed to evaluate these correlations, increasing the number of samples and using programs developed for these analyzes. / Há mais de 100 diferentes hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) na atmosfera, sendo 16 deles considerados poluentes prioritários pela agência de proteção ambiental dos Estados Unidos (USEPA), pois possuem características mutagênicas e/ou carcinogênicas. O objetivo deste estudo inédito foi quantificar estes HPA no material particulado (MP) de Goiás, e identificar suas fontes e implicações na saúde. As concentrações de MP em Goiânia variaram de 41 a 116 µg.m-3 , e em Anápolis as concentrações foram maiores, de 97 a 165 µg.m-3 . Diversas vezes as concentrações de material particulado coletado (mensalmente) na cidade de Anápolis ultrapassaram os limites preconizados pela Resolução CONAMA 03/90 (150 µg.m-3 ) e pelo Decreto Estadual de Goiás nº 8544/78 (120 µg.m-3 ), sendo a média das concentrações de MP neste sítio (135 ± 10 µg.m-3 ) maior que a concentração máxima estabelecida pela legislação estadual. A soma das concentrações dos 24 HPA analisados nas amostras de MP de Goiânia variaram de 5,2 a 10,0 ng.m-3 (7,0 ± 1,8 ng. m -3 ). Na cidade de Anápolis as somas foram maiores e mais variáveis, de 6,9 a 19,2 ng.m-3 (12,4 ± 3,8 ng.m-3 ), o que pode ser devido à proximidade entre o amostrador e duas rodovias. Em ambos os sítios amostrais não foram observadas variações sazonais estatisticamente significativas nas concentrações de MP e de HPA. O HPA mais abundante nesses sítios foi o Carbazol, este é originado na queima de combustível fóssil. As razões de diagnósticos, razões entre as concentrações de HPA, confirmaram que a principal fonte de material particulado na região foi à emissão veicular, principalmente de veículos a diesel. Os valores médios dos índices benzo[a]pireno equivalente (BaPE) foram de 0,24 ± 0,19 ng.m-3 (n = 10) nas amostras de MP coletadas em Goiânia, e 0,64 ± 0,38 ng.m-3 (n = 13) em Anápolis. Para duas amostras coletadas em Anápolis, os valores de BaPE calculados ultrapassaram o limite recomendado pela Organização Mundial de Saúde (OMS - 1 ng.m-3 ). Outro dado preocupante foram as correlações lineares significativas entre as concentrações de MP e HPA com alguns dados de internações e óbitos por doenças respiratórias, circulatórias e neoplasias. Portanto, este trabalho mostrou, pela primeira vez, as concentrações de HPA no MP coletado em Goiás e que estas partículas podem causar danos à saúde. Novos cálculos serão realizados para avaliar estas correlações, aumentando o número amostras e utilizando programas desenvolvidos para estas análises.

Ambientes marinhos adjacentes a centros urbanos, como a Baía de Santos, estão sujeitos à introdução de contaminantes que apresentam caráter tóxico, como os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs). A biodisponibilidade dos PAHs pode ser avaliada através de biomarcadores de exposição, como metabólitos biliares e atividade da 7-etoxiresorufina-desetilase (EROD). Este trabalho investigou a biodisponibilidade dos PAHs na Baía de Santos através dos metabólitos biliares, usando a atividade EROD como análise auxiliar. Coletas mensais foram realizadas em três regiões da Baía de Santos entre junho e dezembro de 2005. As espécies escolhidas foram: Stellifer rastrifer, Micropogonia furnieri, Nebris microps e Sphoeroides testudineus. Os metabólitos foram analisados através de cromatógrafo a líquido com detector de fluorescência (HPLC/F). A concentração de metabólitos biliares e de atividade EROD variou, respectivamente de 65,5 a 589 g.g-1 de bile e 6,88 a 262 pmol.min-1.mg-1 de proteína. Os níveis de metabólitos de fenantreno e benzo(a)pireno foram menores na espécie N. microps e maiores na S. testudineus, não havendo diferenças significativas entre as espécies para os metabólitos de naftaleno. Não houve diferenças significativas dos metabólitos estudados entre os locais e períodos de coleta. A biodisponibilidade de PAHs na Baía de Santos foi evidenciada pelos metabólitos e confirmada pela atividade EROD. / Marine environments near urban areas, such as Santos Bay, are subjected to toxic contaminants input, as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). The PAHs bioavailability can be evaluated through biomarkers, such as biliary metabolites and 7-ethoxyresorufin-O-deethylase activity (EROD). The goal of the present study was to evaluate the PAH bioavailability in Santos Bay through the biliary metabolites, and the EROD activity as an auxiliary analysis. The samples were collected in three different regions of Santos Bay. The chosen species were: Stellifer rastrifer, Micropogonia furnieri, Nebris microps e Sphoeroides testudineus. The metabolites were analyzed through a high performance liquid chromatograph with fluorescence detector (HPLC/F). The metabolites and the EROD activity concentration varied, respectively, from 65,5 to 589 g.g-1 of bile and 6,88 a 262 pmol.min-1.mg-1 of protein. The phenanthrene and benzo(a)pirene metabolites levels were lower to N. microps and higher to S. testudineus. The naphthalene metabolites did not present significant differences among the species. There were no significant differences in the metabolites for the sampling areas and the period of collection. The PAHs bioavailability was evidenced by the metabolites and confirmed through the EROD activity.

A concentração de Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr e Pb, determinada por TXRF, foi investigada em matrizes de água, sedimento e fígados de peixes, amostrados em rios da região mineradora de carvão de Criciúma - SC/Brasil - afetadas por descargas de drenagem ácida de mina (DAM). A relação destes metais com a toxicidade para o bioindicador Daphnia magna (24 e 48 h) foi avaliada, sendo estabelecida correlação entre [Fe]solúvel e toxicidade à D. magna nas amostras de água. Para os sedimentos, há indícios de correlação dos teores de Fe e toxicidade, e nos fígados suspeita-se de níveis de Zn alterados. Efluentes da mineração, incluindo a DAM, após o tratamento por floculação e/ou decantação e/ou flotação e alcalinização mantiveram toxicidade mesmo com os metais reduzidos para concentrações não tóxicas à D. magna. Creditou-se a toxicidade remanescente a hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs, determinada por CG/MS). Foram testados três adsorventes de baixo custo na retenção de metais (Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr e Pb) em soluções ácidas multimetais: casca de arroz (CA), carvão de casca de arroz (CCA) e turfa e carvão ativado comercial (CAC – adsorvente de confronto). As quantidades máximas adsorvidas dos metais (mg) por massa de sorbente (g) - qm, somatório dos metais, foram: CA 75,46 mg g-1; CAC 78,2 mg g-1; turfa 111,3 mg g-1 e CCA 137,49 mg g-1, (Langmuir e Freundlich - não linear). A toxicidade dos metais para D. magna destes eluatos foi reduzida. Foram preparados compósitos a partir de casca de arroz com deposição in situ de TiO2 (CCT – carbon covered with titanium), e testados como catalisador em Processos Oxidativos Avançados (POA). Os catalisadores TiO2 (P25 Degussa) e CCTs (25 e 50% de TiO2) em POA mostraram remoção dos HPAs e da toxicidade (D. magna e Scenedesmus subspicatus) nos efluentes de mineração, adequando os níveis de toxicidade à legislação ambiental vigente (Portaria FATMA 017/02) com resultados superiores do CCT. Assim, a presente tese alega que o uso de adsorventes à base de carvão de casca de arroz é capaz de reter os metais tipicamente presentes em efluentes ácidos (mineração de carvão), e que a toxicidade remanescente nestes efluentes, devida aos HPAs, pode ser reduzida pelo uso de POA, com incremento de eficiência quando o compósito CCT aqui desenvolvido é utilizado. / The concentration of Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr and Pb, determined by TXRF, was investigated in matrixes as water, sediment and fish liver, sampled at mining of coal region rivers from Criciúma - SC/Brazil – targets by acid mine drainage (ADM) discards. The relation of these metals with toxicity to Daphnia magna bioindicator (24 and 48 h) was evaluated, being established a correlation between [Fe]soluble and toxicity to D. magna in water samples. In sediments, correlation between Fe levels and toxicity was observed, and in liver Zn levels were altered. Mining effluents including AMD, after treatment by flocculation and/or decantation and/or flotation and alkalinization remain toxic even when metal concentrations had been reduced to levels which would be non toxic to D. magna. Residual toxicity was accounted to the presence of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs, determined by GC/MS). Three low cost adsorbents were tested in metal retention (Fe, Ni, Cd, Mn, Zn, Cr and Pb) from multielemental acid solution: rice husk (RH), rice husk carbon (RHC), peat and commercial activated carbon (CAC – confront adsorbent). The maximum quantity of adsorbed metals (mg) by sorbent mass (g) - qm, as metals sum, were: CA 75.46 mg g-1; CAC 78.2 mg g-1; peat 111.3 mg g-1 and CCA 137.49 mg g-1, (Langmuir and Freundlich – non linear). The metal toxicity to D. magna of these eluates was reduced. Composites from rice husk with in situ deposition of TiO2 were synthesized (CCT – carbon covered with titanium), and tested as catalyst in advanced oxidative process (AOP). The catalysts TiO2 (P25 Degussa) and CCTs (25 e 50% de TiO2) in AOP showed PAHs and toxicity remotion (D. magna and Scenedesmus subspicatus) on mining effluents, adjusting toxicity levels to environmental legislation in force (FATMA 017/02), with best results to CCT. Then, the present thesis argues that rice husk carbon adsorbents is capable of retaining the metals typically presents in acid effluents (coal mining), and that remain toxicity in these effluents, from PAHs, can be reduced by AOP use, with efficient increasing when the composite here developed (CCT) is employed.