Submitted by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2015-02-27T19:49:26Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_HidrocarbonetosPoliciclicosAromaticos.pdf: 1648994 bytes, checksum: 3dc4ca5fde91847c276805055d5b03ff (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2015-03-02T14:19:54Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_HidrocarbonetosPoliciclicosAromaticos.pdf: 1648994 bytes, checksum: 3dc4ca5fde91847c276805055d5b03ff (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-02T14:19:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 22974 bytes, checksum: 99c771d9f0b9c46790009b9874d49253 (MD5) Dissertacao_HidrocarbonetosPoliciclicosAromaticos.pdf: 1648994 bytes, checksum: 3dc4ca5fde91847c276805055d5b03ff (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Na baía de Guajará, foz do Rio Amazonas, localizam-se a capital do estado do Pará (Belém) e sua região metropolitana. Há nesta área um intenso tráfego de embarcações, assim como transporte e venda de combustíveis em postos flutuantes e atividades relacionadas ao armazenamento e transporte de derivados de petróleo no Terminal Petroquímico de Miramar (TEMIR). Pequenos derrames e descartes de combustíveis na água podem servir como fontes pontuais de poluição por hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs). Os HPAs são compostos orgânicos gerados pela combustão incompleta da matéria orgânica e encontram-se entre os contaminantes de maior interesse em estudos ambientais devido ao seu potencial mutagênico e carcinogênico. Uma forma de detectar e avaliar o impacto dos HPAs em um ambiente é através do uso de biomonitores, entretanto as análises quali e quantitativa nos sedimentos são mais amplamente utilizadas. O presente trabalho teve como objetivo avaliar, através de Cromatografia Gasosa acoplada à um Espectrômetro de Massas (GC/MS), os 16 HPAs considerados como prioritários pela Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos em sedimentos e nos organismos bentônicos (Namalycastis abiuma) do TEMIR. Foram realizadas expedições de campo em dezembro de 2012, março, maio e junho de 2013 representando os períodos seco, chuvoso (duas coletas) e seco, sucessivamente. Os teores de sedimentos finos dominaram em ambos os períodos de amostragem e a %Finos da baía do Guajará apresenta uma relação diretamente proporcional com a %MO. Com relação aos 16 HPAs estudados, 10 foram detectados nas amostras de sedimento do período chuvoso e 8 nas da estação menos chuvosa. Mesmo com uma menor diversidade de compostos aromáticos, os sedimentos amostrados durante o período seco apresentam maior ΣHPAs (1.351,43 ng g-1) do que os do período chuvoso (263,99 ng g-1), o que pode estar relacionado com o aumento da hidrodinâmica da baía do Guajará neste último período. A análise de correlação indicou que a ΣHPAs não parece ser influenciada pelas %Finos e %MO. O benzo(a)pireno representou 87% da ΣHPAs durante o período chuvoso, os demais HPAs apresentaram percentual ≤ 3%. Durante o outro período destacaram-se: o pireno (18% da ΣHPAs), o fluoranteno (16%), o criseno, o benzo(b)fluoranteno (15%) e o benzo(a)pireno (11%). O uso da razão geoquímica para a interpretação de prováveis origens dos HPAs indicou que o TEMIR apresenta um predomínio de aromáticos de origem pirolítica. As atividades possivelmente responsáveis pelos teores de HPAs observados nos sedimentos e nos organismos bentônicos do TEMIR são o lançamento de efluentes domésticos sem tratamento prévio e particulados provenientes da emissão por carros e embarcações de pequeno e médio porte. A ƩHPAs parece influenciar a densidade dos poliquetas, pois foi observada uma redução de cerca de 50% no número de organismos durante o período seco quanto foi observado maior valor da ƩHPAs nos organismos. Dentre os 16 HPAs estudados, 11 foram detectados nos poliquetas durante o período seco (ƩHPAsMED= 848,71 ng g-1) e 10 durante a estação chuvosa (ƩHPAsMED=141,85 ng g-1). Destacaram-se na estação menos chuvosa: o indeno (1,2,3-c,d) pireno (47%) e o pireno (23%). Enquanto que no período chuvoso: o pireno (23%), o criseno (17%), o fluoreno (17%) e o fluoranteno (13%), O %Rec obtido foi >>100% indicando um efeito de matriz e reduzindo precisão quantitativa dos resultados. O uso do poliqueta N. abiuma como biomonitor da poluição por HPAs em estuários não parece ser eficiente quando se tem um período amostral limitado, já que a coleta dos mesmos requer um grande esforço para obtenção de uma pequena quantidade de massa e o mesmo ainda acarreta em um efeito de matriz na análise cromatográfica (%Rec do método >> 100%) que pode vir a não ser corrigido por conta da pouca disponibilidade de massa amostral. Trabalhos com maior número amostral, que possibilitem análises estatísticas aprofundadas, e que abranjam outros pontos de coleta ao longo da baía do Guajará são necessários para comprovar matematicamente o que foi exposto nesta dissertação. / In Guajará bay, mouth of the Amazon River, is located the capital of Pará state (Belém) and its metropolitan area. Exists in this area an intense boat traffic, as well as transportation and sale of fuels in floating docks and activities related to the storage and transportation of oil in Miramar Petrochemical Terminal (TEMIR). Small spills and discharges of oil in water can serve as sources of pollution by polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). PAHs are organic compounds generated by incomplete combustion of organic matter (OM) and are among the contaminants of most interest in environmental studies due to their mutagenic and carcinogenic potential. One way to detect and evaluate the impact of PAHs in an environment is using biomonitors, however the qualitative and quantitative analysis in sediments are most widely used. This study aimed to evaluate, by Gas Chromatography/Mass Spectrometry (GC/MS), the 16 PAHs considered as priority by the Environmental Protection Agency of the United States in sediments and benthic organisms (Namalicastys abiuma) of TEMIR. Field expeditions were carried out in December 2012, March, May and June 2013 representing the dried, wet (two samples) and dried seasons successively. Fine sediments levels dominated in both sampling periods and the %Fines in Guajará bays has a direct relationship to the %OM. In relation to the 16 PAHs studied, 10 of them were detected in the wet season sediments samples and 8 in the dried season. Even with a low diversity of aromatic compounds, sediment samples of the dried season presented greater ΣHPAs (1.351,43 ng g^-1) than the sediments of the wet season (263,99 ng g^-1), which can be related to the increased hydrodynamic in Guajará bay this last period. Correlation analysis indicated that ΣHPAs not seem to be influenced by %Fine and %OM. Benzo(a)pyrene accounted for 87% of ΣHPAs during the wet season, the other PAHs showed percentage ≤ 3%. During the other period stood out: pyrene (18% of ΣHPAs) fluoranthene (16%), the chrysene, benzo(b)fluoranthene (15%) and benzo(a)pyrene (11%). The use of the geochemical reason to interpret likely sources of PAHs indicated that there is a predominance of aromatics from pyrolytic origin in TEMIR. The activities that may be responsible for the PAHs levels observed in sediments and benthic organisms in TEMIR are the discharge of untreated domestic sewage and the emissions of particulates from cars and small/medium boats. The ΣHPAs seems to influence the density of polychaetes because a reduction of about 50% in the number of organisms was observed during the dry season when there was the greater amount of ΣHPAs in their body structure. Among the 16 PAHs studied, 11 were detected in the polychaetes during the dry season (ΣHPAs_MED = 848,71 ng g^-1) and 10 in the wet season (ΣHPAs_MED = 141,85 ng g^-1). Were highlighted during the dried season: indeno(1,2,3-c,d) pyrene (47%) and pyrene (23%). While in the wet season: pyrene (23%), chrysene (17%), fluorene (17%) and fluoranthene (13%). The %Rec obtained was >>100% indicating a matrix effect and reducing the quantitative accuracy of results. The use of the polychaete N. abiuma as biomonitor of pollution by PAHs in estuaries not seem to be effective when the sample period is limited, because collecting it requires a great effort to obtain a small amount of mass and it still results in a matrix effect in the chromatographic analysis (method %Rec >> 100%) that may not be corrected due to the restricted availability of sample mass. Studies with a larger number of samples, enabling depth statistical analysis, and covering other collection points in Guajará bay are required to prove mathematically that has been stated in this dissertation.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A mutagenicidade do material particulado é atribuída primeiramente aos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Investigamos a atividade mutagênica do material particulado (MP2,5) em amostras coletadas em três pontos da cidade do Rio de Janeiro. As coletas foram realizadas com auxílio de um amostrador de grande volume na Avenida Brasil, no campus da Universidade do Estado do Rio de Janeiro e no Túnel Rebouças em filtros de fibra de vidro. Metade de cada filtro foi submetido à extração por sonicação com o solvente diclorometano. Seis HPA foram identificados e quantificados por cromatografia gasosa com espectrometria de massa (GC/MS). Após a análise química as concentrações dos HPA obtidos foram correlacionados ao fatores físicos, além de ser realizado avaliação de risco para cada HPA estudado. Linhagens de Salmonella typhimurium (TA98 e derivadas TA98/1.8-DNP6, YG1021 e YG1024) foram utilizadas no ensaio de mutagenicidade e tratadas (10-50 g/placa) com extrato orgânico na presença e na ausência de metabolização exógena. Células de raiz de cebola foram tratadas com extratos orgânicos nas concentrações (5-25g/mL). A alta umidade encontrada no Túnel Rebouças pode ter influenciado na deposição de cinco dos seis HPA estudados em material particulado. Além disso, em diferentes condições de tráfego, motoristas de ônibus que cruzam a Avenida Brasil e o Rebouças túnel estão expostos ao risco induzidos por HPA na ordem de 10-6. Mutagenicidade foi detectada tanto na presença quanto na ausência de metabolização, para as linhagens YG1021 e YG1024 nos três pontos, sugerindo a presença de nitro e amino derivados de HPA. As amostras do Túnel Rebouças apresentaram os maiores valores para rev/g e rev/m3. Estes resultados podem estar relacionados ao longo trajeto e a restrita ventilação. Efeito citotóxico foi detectado pelo ensaio Allium cepa nos três pontos de monitoramento. Além disso os extratos orgânicos provenientes das coletas da Avenida Brasil, UERJ e do Túnel Rebouças induziram efeito clastogênico em células de raiz de Allium cepa / The mutagenicity of airborne particles from combustion is attributed primarily to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). We investigated the mutagenic activity of particulate matter (PM2.5) samples collected from three sites in Rio de Janeiro. Samples were collected using a high-volume sampler at Avenida Brasil, the campus of the Rio de Janeiro State University, and Rebouças tunnel. Half of each filter was submitted to sequential extraction by sonication with dichloromethane. Six PAHs were quantified by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). Salmonella typhimurium TA98 and the derivative strains TA98/1.8-DNP6, YG1021 and YG1024 used in mutagenicity assays were treated (10-50 g/plate) with and without exogenous metabolization. Onion root cells were treated with organic extracts concentrations (5-25g/mL). The high humidity detected in the Rebouças Tunnel may have influenced the deposition of five of the six PAHs studied in particulate matter. Moreover, in different traffic conditions can put the bus drivers that cross the Brasil Avenue and Rebouças tunnel at the risk of exposure induced by HPA in the order of 10-6. Independently of exogenous metabolization, mutagenicity was detected for strains YG1021 and YG1024 at all the sites, suggesting the presence of nitro and amino derivatives of PAHs. Rebouças tunnel presented the highest values for rev/g and rev/m3. These could be related to the fact that this long, enclosed passageway and restricts ventilation. Cytotoxic effect was detected by the Allium cepa test in the three monitoring sites. Also organic extracts from Brazil Avenue, UERJ and Rebouças Tunnel showed clastogenic effect in Allium cepa roots

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A mutagenicidade do material particulado é atribuída primeiramente aos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Investigamos a atividade mutagênica do material particulado (MP2,5) em amostras coletadas em três pontos da cidade do Rio de Janeiro. As coletas foram realizadas com auxílio de um amostrador de grande volume na Avenida Brasil, no campus da Universidade do Estado do Rio de Janeiro e no Túnel Rebouças em filtros de fibra de vidro. Metade de cada filtro foi submetido à extração por sonicação com o solvente diclorometano. Seis HPA foram identificados e quantificados por cromatografia gasosa com espectrometria de massa (GC/MS). Após a análise química as concentrações dos HPA obtidos foram correlacionados ao fatores físicos, além de ser realizado avaliação de risco para cada HPA estudado. Linhagens de Salmonella typhimurium (TA98 e derivadas TA98/1.8-DNP6, YG1021 e YG1024) foram utilizadas no ensaio de mutagenicidade e tratadas (10-50 g/placa) com extrato orgânico na presença e na ausência de metabolização exógena. Células de raiz de cebola foram tratadas com extratos orgânicos nas concentrações (5-25g/mL). A alta umidade encontrada no Túnel Rebouças pode ter influenciado na deposição de cinco dos seis HPA estudados em material particulado. Além disso, em diferentes condições de tráfego, motoristas de ônibus que cruzam a Avenida Brasil e o Rebouças túnel estão expostos ao risco induzidos por HPA na ordem de 10-6. Mutagenicidade foi detectada tanto na presença quanto na ausência de metabolização, para as linhagens YG1021 e YG1024 nos três pontos, sugerindo a presença de nitro e amino derivados de HPA. As amostras do Túnel Rebouças apresentaram os maiores valores para rev/g e rev/m3. Estes resultados podem estar relacionados ao longo trajeto e a restrita ventilação. Efeito citotóxico foi detectado pelo ensaio Allium cepa nos três pontos de monitoramento. Além disso os extratos orgânicos provenientes das coletas da Avenida Brasil, UERJ e do Túnel Rebouças induziram efeito clastogênico em células de raiz de Allium cepa / The mutagenicity of airborne particles from combustion is attributed primarily to polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). We investigated the mutagenic activity of particulate matter (PM2.5) samples collected from three sites in Rio de Janeiro. Samples were collected using a high-volume sampler at Avenida Brasil, the campus of the Rio de Janeiro State University, and Rebouças tunnel. Half of each filter was submitted to sequential extraction by sonication with dichloromethane. Six PAHs were quantified by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS). Salmonella typhimurium TA98 and the derivative strains TA98/1.8-DNP6, YG1021 and YG1024 used in mutagenicity assays were treated (10-50 g/plate) with and without exogenous metabolization. Onion root cells were treated with organic extracts concentrations (5-25g/mL). The high humidity detected in the Rebouças Tunnel may have influenced the deposition of five of the six PAHs studied in particulate matter. Moreover, in different traffic conditions can put the bus drivers that cross the Brasil Avenue and Rebouças tunnel at the risk of exposure induced by HPA in the order of 10-6. Independently of exogenous metabolization, mutagenicity was detected for strains YG1021 and YG1024 at all the sites, suggesting the presence of nitro and amino derivatives of PAHs. Rebouças tunnel presented the highest values for rev/g and rev/m3. These could be related to the fact that this long, enclosed passageway and restricts ventilation. Cytotoxic effect was detected by the Allium cepa test in the three monitoring sites. Also organic extracts from Brazil Avenue, UERJ and Rebouças Tunnel showed clastogenic effect in Allium cepa roots

Brazil is among the ten largest cultivated shrimp producers in the world, with the northeast being the largest producer of shrimp cultivated in the country. These regions of cultivation may undergo strong anthropic stress due contamination by all sort of compounds, including the polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH). These compounds have been the source of several studies because they are considered mutagenic and carcinogenic. The objective of this work is to develop an analytical method based on the matrix solid phase dispersion (MSPD) and gas chromatography coupled to mass spectrometry for determination of 16 PAH in shrimp. The optimal working conditions were 0.5 g of the sample; 0.5 g of C18; 1.5 g of alumina; 150 seconds of homogenization and 8 mL of acetonitrile as the elution solvent. These last three variables were established through a factorial design of 23 with triplicate at the central point plus six axial points, evaluating them by the methodology of response surface analysis. The validation of the analytical method presented linearity in the range of 0.9915 to 0.999 and sensitivity in the concentration range of 5 to 100 ng g -1; selectivity based on matrix effect, accuracy and precision, with recovery values between 70 - 104% coefficients of variation lower than 13%, in the three levels of fortification (10, 25 and 50 ng g -1); (dry weight) limits of 0.7 to 5.0 ng g -1 and 1 to 5 ng g -1 respectively, the robustness was evaluated through the contour charts, which indicated that the method can be considered robust. This method was applied in four samples (A, B, C and D), with HPA predominating from 2 to 4 rings, sample A being the one with the highest concentration (280 ng g-1 for total PAH). In the three samples (A, B and C) benzo [a] anthracene have reached concentrations of 21, 18 and 14 ng g-1 respectively, which is considered probable carcinogenic to humans. The method was considered efficient in the extraction of PAH, when compared to the methods reported in the literature. It integrates the process of extraction and cleaning in a single and economical method and the consumption of materials used during the process is minimized. / O Brasil está entre os dez maiores produtores de camarão do mundo, sendo a região nordeste a maior produtora de camarão cultivado no país. As regiões de cultivo estão sob forte estresse ambiental, acarretando contaminação por vários compostos, incluindo os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA). Estes compostos têm sido fonte de diversos estudos, por apresentarem propriedades mutagênicas e carcinogênicas. Diante do exposto, este trabalho objetiva desenvolver um método analítico baseado na técnica de dispersão da matriz em fase sólida (MSPD) e cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas, para determinação de 16 hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA) em camarão. As condições ótimas de trabalho foram 0,5 g da amostra; 0,5 g de C18; 1,5 g de alumina; 150 segundos de homogeneização e 8 mL de acetonitrila como solvente de eluição. Estas três últimas variáveis estabelecidas através de um planejamento fatorial 23 com triplicata no ponto central mais seis pontos axiais, avaliando-as pela metodologia de análise de superfície de resposta. A validação do método analítico apresentou linearidade na faixa de 0,9915 a 0,999 e sensibilidade no intervalo de concentração de 5 a 100 ng g-1; seletividade com base no efeito de matriz, exatidão e precisão, com valores de recuperação entre 70 - 104% coeficientes de variação inferiores a 13%, nos três níveis de fortificação (10, 25 e 50 ng g-1); limites de detecção e quantificação (peso seco) de 0,7 a 5,0 ng g-1 e 1 a 5 ng g-1 respectivamente; robustez foi avaliada através dos gráficos de contorno, o qual indicou que o método pode ser considerado robusto. Este método foi aplicado em quatro amostras (A, B, C e D), com predominância dos HPA de 2 a 4 anéis, sendo a amostra A com a maior concentração total de HPA, 280 ng g-1. Nas amostras A, B, C foram encontrados benzo[a]antraceno 21; 18 e 14 ng g-1, respectivamente, este que é considerado provável cancerígeno ao homem. O método pode ser considerado eficiente na extração de HAP, quando comparado aos métodos relatados na literatura. Integra o processo de extração e limpeza em uma única etapa e econômico, pois o consumo de materiais e minimizado. / São Cristóvão, SE

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The oil and gas industry produces huge amounts of produced water (PW), a complex effluent. This product is one of the main constituents of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), which exhibit high toxicity. Therefore, this study aims at developing and validating a method for determining PAH (Benz(a)anthracene, Benzo(b)fluoranthene, Benzo(k)fluoranthene, Benzo(a)pyrene, and Dibenzo (a,h)anthracene) in PW by using magnetic solid phase extraction (MSPE) and high-performance liquid chromatography with fluorescence detector. We synthesized three new adsorbents: FeCt (with ferric chloride and water rich in natural organic matter); FeCc (with ferric chloride, distilled water, and coconut husk), and FeSt (with ferric sulfate and water rich in natural organic matter). The x-ray diffraction and infrared spectroscopy confirmed obtaining the hybrid materials. The best extraction conditions were obtained by using ultrasonic cleaning as a mixing mechanism with time set to 2.5 minutes for adsorption and 2.5 minutes for desorption, using 10 mL of ethyl acetate as an extractor and 20 mg of hybrid FeSt; the values of PAH recovery varied from 84.3 to 92.3 %. The capacity of reusing the material was assessed and the results exhibited a great recovery with up to 4 cycles of adsorption/desorption. The methodology we propose was applied to two PW samples. The recovery values for samples PWW1 (produced water at well 1) enriched with 100μg L-1 were of 81 – 104%, without the presence of B(a)P standard. As for the PAH concentrations in the sample, they varied from 0.63 to 1.66 μg L-1 for PWW1 from 0.54 to 1.62 μg L-1 for PWW2 (produced water at well 2). The validation of the method was performed for the following parameters: linearity, which exhibits a correlation coefficient (r) above 0.9943 within the interval of 0.5 - 25 μg L-1 ; accuracy and precision, with recovery values between 98.2 – 108.9 %, and coefficient of variation 0.64 – 6.72 % for the concentration levels of 3.8 and 15 μg L-1 (n=3), respectively. LODs varied from 0.012 and 0.02 μg L-1 and LOQs, from 0.036 to 0.06 μg L-1. / A indústria de petróleo e gás produz grandes quantidades de água produzida (AP), que é um efluente complexo, sendo que um dos seus principais constituintes são os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA), os quais apresentam elevada toxicidade. Assim, o presente trabalho tem por objetivo desenvolver e validar um método de determinação de HPA (Benzo(a)Antraceno, Benzo(b)Fluoranteno, Benzo(k)Fluoranteno, Benzo(a)Pireno e Dibenzo(ah)Antraceno) em AP utilizando a extração em fase sólida magnética (MSPE) e cromatografia líquida de alta eficiência com detector de fluorescência. Foram sintetizados três novos adsorventes FeCt (com cloreto férrico e água com alto teor de MON), FeCc (com cloreto férrico, água destilada e bagaço de coco) e FeSt (com sulfato férrico e água com alto teor de MON). A difração de raios X e a espectroscopia de infravermelho confirmaram a obtenção dos materiais híbridos. As melhores condições de extração foram obtidas em banho de ultrassom como mecanismo de agitação, com tempo estipulado em 2,5 min para a adsorção e 2,5 min para a dessorção, utilizando 10 mL de acetato de etila como extrator e 20 mg do híbrido FeSt. Os valores de recuperação dos HPA variaram de 84,3 – 92,3 %. A capacidade de reutilização do material foi avaliada e os resultados apresentaram ótima recuperação com até 4 ciclos de adsorção/dessorção. A metodologia proposta foi aplicada em duas amostras de AP e os valores de recuperação para a amostra de APP1 (água produzida poço 1), enriquecida com 100 μg L-1, foram de 81 – 104 %, sem a presença do padrão do B(a)P, e a concentração dos HPA na amostra variou de 0,63 – 1,66 μg L-1 para o APP1, e de 0,54 – 1,62 μg L-1 para o APP2 (água produzida poço 2). A validação do método foi realizada para os parâmetros: linearidade, com o coeficiente de correlação (r) acima de 0,9943 no intervalo de 0,5 - 25 μg L-1; exatidão e precisão, com valores de recuperação entre 98,2 - 108,9 % e coeficiente de variação 0,64 - 6,72 % para os níveis de concentração 3, 8 e 15 μg L-1 (n=3), respectivamente. Os limites de detecção (LD) variaram entre 0,012 a 0,02 μg L-1 e os limites de quantificação (LQ) entre 0,036 a 0,06 μg L-1. / São Cristóvão, SE

O estuário de Santos abriga o maior porto da América Latina e um dos maiores complexos industriais do Brasil. Na década de 1970 foi considerado um dos maiores exemplos de degradação ambiental em ambientes costeiros, e apesar da melhora na qualidade ambiental observada nos últimos anos algumas áreas deste estuário apresentam sedimentos ainda altamente contaminados com compostos tóxicos e genotóxicos, especialmente os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA). Operações de dragagem para manutenção das atividades portuárias são necessárias e consequentemente durante este processo pode ocorrer a ressuspensão de contaminantes presentes nesses sedimentos, tornando-os disponíveis novamente na coluna d\'água. Desta forma é interessante ter uma estratégia eficiente e aplicável no monitoramento da qualidade dessas águas. O Blue rayon (BR) é um adsorvente seletivo para compostos policíclicos com três ou mais anéis fundidos em sua molécula e tem sido utilizado com sucesso no monitoramento de HPA e atividade mutagênica em ambientes aquáticos. Este trabalho teve como objetivo padronizar o uso da técnica de Blue rayon in situ ancorado, onde as fibras são fixas a uma distância padronizada dos sedimentos, associada ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão a ser aplicada no monitoramento das águas desse estuário. Foram selecionados três pontos de amostragem com diferentes características e sedimentos com variados níveis de contaminação. As duas campanhas iniciais foram realizadas com o objetivo de avaliar a eficiência do BR e de escolher a linhagem de Salmonella mais sensível aos compostos mutagênicos possivelmente presentes nos extratos obtidos bem como verificar a presença de HPA. As cinco campanhas posteriores foram realizadas para verificar o comportamento e a eficiência da estratégia previamente definida no monitoramento das águas desse estuário utilizando experimentos de dose resposta. Os resultados obtidos nas duas primeiras campanhas mostraram que as águas do ponto 1, que contém os sedimentos mais contaminados e recebe os efluentes da COSIPA, apresentam maior contaminação por HPA e atividade genotóxica mais elevada que o ponto 2. Também foi possível determinar que a linhagem de Salmonella YG1041 foi a mais sensível para detectar atividade mutagênica tanto no ponto 1 quanto no ponto 2. Nas cinco campanhas subsequentes as maiores potências mutagênicas foram também observadas no ponto 1 com valores máximos de 5.100 e 36.000 revertentes/g de BR para a linhagem YG1041 na ausência e na presença de ativação metabólica (S9) respectivamente. Nos pontos 2 e 3 as potências observadas foram similares entre si, com valores em torno de 1.000 revertentes/g de BR. Com base nos resultados obtidos nas duas etapas deste trabalho pode-se concluir que a o Blue rayon utilizado in situ a uma distância padronizada dos sedimento associado ao teste de Salmonella/microssoma em microssuspensão com a linhagem YG1041 na presença e na ausência de ativação metabólica (S9) é uma ferramenta que pode ser aplicada no monitoramento da qualidade do estuário de Santos. / Santos estuary is the major Latin American harbor and one of the largest industrial complex of Brazil. In the 1970s, it was considered one of the major examples of coastal degradation. Due to enforcement actions the quality of the environment has improved in the last years in relation to the chemical parameters and toxicity but unfortunately the sediment is still contaminated with toxic and genotoxic compounds especially Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs). For the maintenance of the port activities sediment dredging is needed and during this process contaminants resuspension can occur, leading to the contamination of the water column. Therefore it is interesting to have an efficient strategy that can be used for the water quality monitoring of this area. The Blue rayon is a selective adsorbent to polycyclic compounds containing three or more fused rings and has been successfully used in the monitoring of PAHs and mutagenic activity in aquatic environments. The objective of this work was to evaluate a modified blue rayon hanging technique, denominated in this work \"Blue rayon anchored technique\", where the fibers are placed at a fixed distance from the sediment, associated with the Salmonella/microsome microsuspension assay in order to monitor the water quality of Santos estuary. Three sites with different sources and sediment contamination levels were selected in this study. Two initial samplings were performed in order to evaluate the efficiency of the BR modified technique and find the most sensitive strain of Salmonella typhimurium to the mutagens possibly present in the those waters as well as verify the presence of PAHs. Five subsequent samplings were performed to verify the performance and efficiency of the defined strategy in the estuary water quality monitoring using dose response experiments. In the two initial samplings, the water from the site containing the most contaminated sediment and under influence of COSIPA (site 1) presented higher mutagenic activity and higher levels of PAHs. It was also possible to verify the highest sensitivity of the YG1041 strain in the detection of the mutagenic activity in both sites analyzed. In the subsequent five samplings, higher mutagenic potencies were again observed for site 1, reaching 5,100 and 36,000 revertants per gram of BR for the YG1 041 strain in the absence and presence of S9 respectively. Sites 2 and: presented similar potencies, around 1000 revertants per gram of BR. Based on the obtained results we can conclude that the Blue rayon anchored technique associated with the Salmonella/microsome microsuspension assay with the YG1041 strain in the presence and absence of S9 is an suitable tool to monito Santos estuarine waters.

Submitted by Biblioteca de Pós-Graduação em Geoquímica BGQ (bgq@ndc.uff.br) on 2016-05-02T17:58:54Z No. of bitstreams: 1 GALLOTTA_30_06_14.pdf: 62695484 bytes, checksum: 33335ee3affc2bcffb11fc10caf9ae3f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T17:58:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GALLOTTA_30_06_14.pdf: 62695484 bytes, checksum: 33335ee3affc2bcffb11fc10caf9ae3f (MD5) / Universidade Federal Fluminense. Instituto de Química. Programa de Pós-Graduação em Geociências-Geoquímica. Niterói, RJ / Os hidrocarbonetos presentes no ambiente consistem em misturas complexas de compostos derivados de múltiplas fontes. Os combustíveis fósseis representam a principal contribuição, devido à taxa e escala espacial, em que o petróleo tem sido usado como fonte de energia e matéria-prima para a indústria química. O objetivo deste estudo foi avaliar os níveis de concentração e identificar fontes de hidrocarbonetos na Bacia do Alto Iguaçu e, em especial, na área de influência da Refinaria Presidente Getúlio Vargas (REPAR). Além dos fatores de poluição crônica, a área de estudo foi alvo de um derrame acidental de petróleo em julho de 2000. Diversos indicadores em diferentes compartimentos ambientais (água superficial, sedimento, solo e água subterrânea) foram avaliados na fase pós-derrame e no monitoramento ambiental ao longo de várias campanhas por mais de uma década. Os esforços de avaliação foram concentrados nos seguintes indicadores: os nalcanos, os alcanos isoprenoides, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPA), os biomarcadores de petróleo e ainda o total de hidrocarbonetos de petróleo (THP). Os resultados identificaram como principal aporte de matéria orgânica para as águas superficiais dos rios Barigüi e Iguaçu, os fluxos materiais originados em região a montante do acidente, refletindo a contribuição antropogênica crônica da cidade de Curitiba. Em 2007 e 2008, as concentrações de THP e HPA nas águas superficiais e sedimentos dos rios Barigüi e Iguaçu refletem uma expressiva melhoria nas condições desses rios em relação a 2000. Na área interna da refinaria (Ponto Zero), observou-se uma nítida diminuição (atenuação) natural das concentrações de THP no solo em todas as profundidades dos perfis amostrados ao longo do tempo nos Banhados 1 e 4 e, em particular, uma diminuição importante das concentrações entre 2004 e 2007. Para a identificação das fontes de hidrocarbonetos foram utilizadas razões diagnósticas e quimiometria. As razões diagnósticas calculadas a partir de concentrações de HPA sugeriram que, na maioria dos sedimentos dos Rios Barigüi e Iguaçu coletados nas campanhas de 2000 e 2001, a fonte petrogênica é a principal. Somente na estação a montante do acidente no Rio Barigüi, a fonte pirolítica predominou nestas duas campanhas. As razões diagnósticas que apresentaram maior eficiência na identificação de fontes de hidrocarbonetos nos sedimentos dos rios Barigüi e Iguaçu foram: ΣC1-Fenantrenos/Fenantreno; e (ΣHPA parentais de 3-6 anéis)/(Σ5 séries de HPA alquilados). A identificação de fontes através de razões diagnósticas calculadas a partir de áreas e alturas de picos cromatográficos demonstrou sua aplicabilidade verificando a relação entre os compostos encontrados em amostras de solo da área interna da refinaria com a amostra de petróleo derramado no acidente, após quase uma década da ocorrência do vazamento. A identificação de fontes através método de quimiométrico baseado na análise de componentes principais (ACP) de seções pré-processadas e combinadas dos Cromatogramas de Íons Selecionados (CIS) mostrou que as amostras mais contaminadas estão na área interna da refinaria. Essas amostras apresentam um padrão de distribuição petrogênica e diferentes graus de intemperismo. As amostras da área externa à refinaria (Guajuvira, General Lúcio e Balsa Nova) são menos ou não contaminadas e/ou contém uma mistura de contribuições diagenéticas, pirolíticas e petrogênicas onde predominam diferentes proporções. Os locais mais distantes da atividade industrial (Balsa Nova) contem, como esperado, os níveis mais baixos de contaminação por HPA. Os resultados de biomarcadores demonstraram que não há evidências para concluir que as amostras da área externa à refinaria e o óleo Cusiana vazado tenham a mesma origem. Os resultados ao longo dos rios Barigüi e Iguaçu e do Ponto Zero demonstraram que as ações de emergência para a contenção do óleo foram adequadas para os rios, e que a contaminação decorrente do derrame ficou predominantemente contida no Ponto Zero e diminuiu significativamente após uma década. / Hydrocarbons present in the environment consist of complex mixtures of compounds derived from multiple sources. The main contribution lies on fossil fuel inputs due to the rate and spatial scale by which petroleum has been used as an energy source and chemical feedstock. The aim of this study was to assess the concentration levels and identify sources of hydrocarbons in the Upper Iguaçu Watershed and, in particular, in the area of influence of the President Getulio Vargas Refinery (REPAR). In addition to the factors of chronic pollution, the study area was the scenario of an acute accidental oil spill in July 2000. Numerous indicators in different environmental compartments (surface water, sediment, soil and groundwater) were assessed in the post spill phase and during the environmental monitoring programs over the course of several campaigns for more than a decade. Assessment efforts were concentrated on the following indicators: n-alkanes, alkanes isoprenoids, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAH), petroleum biomarkers and total petroleum hydrocarbons (TPH). The results identified as the main contribution of organic matter to surface waters of the Barigüi and Iguaçu Rivers the materials flows originated in the region upstream of the accident, reflecting chronic anthropogenic contribution of the city of Curitiba. In 2007 and 2008, the TPH and PAH concentrations in surface waters and sediments of the Barigüi and Iguaçu Rivers revealed a significant improvement in the conditions of these rivers when compared with 2000. Inside the refinery area (Point Zero), it was observed a clear natural decrease (attenuation) of the concentrations of TPH in the soil at all depths sampled over time in Marshes 1 and 4 and, in particular, an important decrease of concentrations between 2004 and 2007. Diagnostic ratios and chemometrics were used to identity hydrocarbon sources. The diagnostic ratios calculated from the concentrations of PAH suggested that, in the majority of sediments from the Barigüi and Iguaçu Rivers collected in 2000 and 2001 campaigns, the main source is petrogenic. Only in the station upstream the accident in the Barigüi River, the pyrolytic source predominated in these two campaigns. The diagnostic ratios that presented higher efficiency in identifying sources of hydrocarbons in sediments of the Barigüi and Iguaçu Rivers were: ΣC1- Phenantrenes/Phenanthrene; and (Σ3-6 rings parental PAH)/(Σ5 alkylated PAH series). The source identification through diagnostic ratios calculated from heights and areas of chromatographic peaks demonstrated its applicability establishing a relationship between the compounds found in soil samples of the internal area of the refinery and the sample of the oil spilled in the accident, after nearly a decade of occurrence of the spillage. The source identification through chemometric method based on principal components analysis (PCA) of preprocessed and combined sections of Selected Ion Chromatograms (SIC) showed that the most contaminated samples are inside the refinery area. These samples present a petrogenic pattern and different weathering degrees. Samples from outside the refinery area (Guajuvira, General Lúcio e Balsa Nova) are either less or not contaminated, and/or contain mixtures of diagenetic, pyrogenic and petrogenic inputs where different proportions predominate. The locations farthest away from industrial activity (Balsa Nova) contain, as expected, the lowest levels of PAH contamination. The biomarkers results do not show any evidences to conclude positive matches between the samples from outside the refinery area and the spilled Cusiana oil. The results along Barigüi and Iguaçu rivers and Point Zero demonstrated that emergency actions to contain the oil were appropriate for the rivers, and that the contamination resulting from the spill was mostly contained in the Point Zero and decreased significantly after one decade

O epitélio nasal é a primeira porção do sistema respiratório a entrar em contato com o ambiente externo. Partículas da poluição do ar, principalmente os compostos orgânicos absorvidos, podem atuar como liberadores endócrinos. O receptor aril hidrocarboneto (AhR) é um importante competidor dos receptores de estrógeno-beta (ERbeta) que regulam a transcrição do gene para enzimas de metabolização xenobióticas (enzimas do citocromo P450). O objetivo deste estudo é identificar e quantificar ERbeta, AhR, CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1 e o perfil de muco no epitélio nasal de camundongos machos e fêmeas em diferentes fases do ciclo estral. Camundongos BALB/c machos (n=32) e fêmeas (n=84) foram expostos ao ar ambiente e ao MP2,5 concentrado a 600 ug.m-³ em um concentrador de partículas ambientais (CPAs). As fêmeas foram divididas de acordo com as fases do ciclo estral: proestro, estro e diestro. O epitélio nasal foi avaliado por RT-PCR e imuno-histoquímica para análise de expressão de ERbeta (proteína), Erbeta-1 e Erbeta-2 (gene), AhR (proteína e gene) e Cyp1a1, Cyp1a2 and Cyp1b1 (gene). A quantificação de muco neutro - Periodic Acid Schiff\'s (PAS+) e ácido - Alcian Blue (AB+) foi avaliada por morfometria. As exposições foram realizadas durante 5 dias/semana, por 45 ± 55 dias. A expressão de Erbeta-2 RNAm apresentou diferenças em resposta à exposição ao CPAs (p=0,016), bem como uma diminuição em fêmeas, quando comparadas aos camundongos machos (p=0,036). A expressão de Cyp1b1 RNAm foi significantemente menor no grupo exposto ao CPAs, em relação ao grupo exposto ao ar ambiente nas fêmeas em diestro (p=0,036). A expressão de Erbeta foi aumentada no epitélio nasal de fêmeas em estro expostas ao CPAs (p=0,005) e a expressão de AhR foi menor em fêmeas em proestro expostas ao CPAs (p=0,048). A exposição ao CPAs levou ao aumento do conteúdo de muco ácido em camundongos machos (p=0,048), o qual diminuiu em fêmeas (p=0,040), quando comparados ao grupo ar ambiente. Este estudo mostrou que houve diferentes respostas à exposição à poluição do ar no epitélio nasal entre machos e fêmeas, e que essas diferenças podem estar relacionadas com a predisposição de fêmeas apresentarem maior suscetibilidade a doenças respiratórias das vias aéreas / The nasal epithelium is the first portion of the respiratory system to reach contact with the external environment. Air pollution particles, mainly the organic compounds absorbed into them, may act as endocrine releasers. The aryl hydrocarbon (AhR) receptor is an important competitor of estrogenic receptors-beta (ERbeta) that regulate transcription of gene coding for xenobiotic-metabolizing enzymes (cytochrome P450 enzymes). The aim of this study is to identify and quantify in the nasal epithelium of male and female mice in different estrous cycle phases related with ERbeta, AhR, CYP1A1, 1A2, 1B1 and the mucus profile. Male (n=32) and female (n=84) BALB/c mice were exposed to ambient air and PM2.5 concentrated at 600 ug.m-³ in an ambient particle concentrator with a particulate matter diameter of 2.5 um (PM2.5). Females were subdivided in three estrous cycles: proestrus, estrus and diestrus. Nasal epithelium was evaluated through RT-PCR and immunohistochemistry for the expression of ERbeta (protein), Erbeta-1 and Erbeta-2 (gene expression), AhR (protein and gene expression) and Cyp1a1, Cyp1a2 and Cyp1b1 (gene expression). Morphometry was applied for evaluation of mucus profile: acid - Alcian Blue (AB+) and neutral - Periodic Acid Schiff\'s (PAS+). Exposure happened for 5 days/week, for 45 ± 55 days. There were differences in Erbeta-2 mRNA in response to exposition to CPAs (p=0.016), and a significant decrease in female compared male mice (p=0.036). Cyp1b1 mRNA was significantly smaller in the CPAs-exposed group compared with the ambient air group in diestrus female mice (p=0.036). The ERbeta expression increased in the nasal epithelium of CPAs-exposed females in the estrus cycle (p=0.005), and the AhR expression decreased in the proestrus cycle of CPAs-exposed females (p=0.048). The exposure to the CPAs led to an increase in the acidic content of mucus in male mice (p=0.048), and decreased in female mice (p=0.040), compared to the ambient air group. This study showed there were different responses in the nasal epithelia of male and female mice exposed to air pollution, which could be related to the predisposition of the females to present more susceptibility to airway respiratory diseases

O epitélio nasal é a primeira porção do sistema respiratório a entrar em contato com o ambiente externo. Partículas da poluição do ar, principalmente os compostos orgânicos absorvidos, podem atuar como liberadores endócrinos. O receptor aril hidrocarboneto (AhR) é um importante competidor dos receptores de estrógeno-beta (ERbeta) que regulam a transcrição do gene para enzimas de metabolização xenobióticas (enzimas do citocromo P450). O objetivo deste estudo é identificar e quantificar ERbeta, AhR, CYP1A1, CYP1A2, CYP1B1 e o perfil de muco no epitélio nasal de camundongos machos e fêmeas em diferentes fases do ciclo estral. Camundongos BALB/c machos (n=32) e fêmeas (n=84) foram expostos ao ar ambiente e ao MP2,5 concentrado a 600 ug.m-³ em um concentrador de partículas ambientais (CPAs). As fêmeas foram divididas de acordo com as fases do ciclo estral: proestro, estro e diestro. O epitélio nasal foi avaliado por RT-PCR e imuno-histoquímica para análise de expressão de ERbeta (proteína), Erbeta-1 e Erbeta-2 (gene), AhR (proteína e gene) e Cyp1a1, Cyp1a2 and Cyp1b1 (gene). A quantificação de muco neutro - Periodic Acid Schiff\'s (PAS+) e ácido - Alcian Blue (AB+) foi avaliada por morfometria. As exposições foram realizadas durante 5 dias/semana, por 45 ± 55 dias. A expressão de Erbeta-2 RNAm apresentou diferenças em resposta à exposição ao CPAs (p=0,016), bem como uma diminuição em fêmeas, quando comparadas aos camundongos machos (p=0,036). A expressão de Cyp1b1 RNAm foi significantemente menor no grupo exposto ao CPAs, em relação ao grupo exposto ao ar ambiente nas fêmeas em diestro (p=0,036). A expressão de Erbeta foi aumentada no epitélio nasal de fêmeas em estro expostas ao CPAs (p=0,005) e a expressão de AhR foi menor em fêmeas em proestro expostas ao CPAs (p=0,048). A exposição ao CPAs levou ao aumento do conteúdo de muco ácido em camundongos machos (p=0,048), o qual diminuiu em fêmeas (p=0,040), quando comparados ao grupo ar ambiente. Este estudo mostrou que houve diferentes respostas à exposição à poluição do ar no epitélio nasal entre machos e fêmeas, e que essas diferenças podem estar relacionadas com a predisposição de fêmeas apresentarem maior suscetibilidade a doenças respiratórias das vias aéreas / The nasal epithelium is the first portion of the respiratory system to reach contact with the external environment. Air pollution particles, mainly the organic compounds absorbed into them, may act as endocrine releasers. The aryl hydrocarbon (AhR) receptor is an important competitor of estrogenic receptors-beta (ERbeta) that regulate transcription of gene coding for xenobiotic-metabolizing enzymes (cytochrome P450 enzymes). The aim of this study is to identify and quantify in the nasal epithelium of male and female mice in different estrous cycle phases related with ERbeta, AhR, CYP1A1, 1A2, 1B1 and the mucus profile. Male (n=32) and female (n=84) BALB/c mice were exposed to ambient air and PM2.5 concentrated at 600 ug.m-³ in an ambient particle concentrator with a particulate matter diameter of 2.5 um (PM2.5). Females were subdivided in three estrous cycles: proestrus, estrus and diestrus. Nasal epithelium was evaluated through RT-PCR and immunohistochemistry for the expression of ERbeta (protein), Erbeta-1 and Erbeta-2 (gene expression), AhR (protein and gene expression) and Cyp1a1, Cyp1a2 and Cyp1b1 (gene expression). Morphometry was applied for evaluation of mucus profile: acid - Alcian Blue (AB+) and neutral - Periodic Acid Schiff\'s (PAS+). Exposure happened for 5 days/week, for 45 ± 55 days. There were differences in Erbeta-2 mRNA in response to exposition to CPAs (p=0.016), and a significant decrease in female compared male mice (p=0.036). Cyp1b1 mRNA was significantly smaller in the CPAs-exposed group compared with the ambient air group in diestrus female mice (p=0.036). The ERbeta expression increased in the nasal epithelium of CPAs-exposed females in the estrus cycle (p=0.005), and the AhR expression decreased in the proestrus cycle of CPAs-exposed females (p=0.048). The exposure to the CPAs led to an increase in the acidic content of mucus in male mice (p=0.048), and decreased in female mice (p=0.040), compared to the ambient air group. This study showed there were different responses in the nasal epithelia of male and female mice exposed to air pollution, which could be related to the predisposition of the females to present more susceptibility to airway respiratory diseases