Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto, Chalmers University of Technology. 2009

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Mestre em Engenharia do Ambiente, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação dos Doutores Cidália Botelho e Rui Boaventura

Dissertação apresentada para obtenção do grau de Doutor em Engenharia Química, na Faculdade de Engenharia da Universidade do Porto, sob a orientação do Doutor Rui Alfredo da Rocha Boaventura

Mestre -- Escola Nacional de Saude Publica, Rio de Janeiro, 2000.

Orientador: Gustavo Rocha de Castro / Resumo: O desenvolvimento de materiais adsorventes e posterior utilização em procedimentos de extração em fase sólida (remoção/ pré-concentração) de espécies metálicas é uma área da Química/ Engenharia Química, que sempre se manteve em destaque devido à necessidade, seja de monitorar, realizar a remoção da matriz antes da análise ou de remover o contaminante da amostra. A determinação direta de metais presentes em baixas concentrações em amostras de águas naturais é geralmente dificultada devido à presença de espécies interferentes e à necessidade do uso de técnicas sofisticadas para quantificá-los. Os metais determinados: Cu(II), Cd(II), e Pb(II); são de interesse ambiental em razão de seu uso intensivo, distribuição e por serem não-degradáveis, podendo acumular-se em matrizes ambientais manifestando toxicidade. Desta forma, o projeto teve como objetivo a utilização do PVC como suporte sólido para o ancoramento da molécula 4-amino-3-hidrazino-5-mercapto-1,2,4-triazol (AHMT) e aplicação em sistema de pré-concentração e remoção de espécies metálicas em amostras aquosas. O material foi caracterizado por Análise Elementar, a qual determinou a concentração do ligante por meio da porcentagem de nitrogênio, que foi de 3,88%. Espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) que constou a presença de bandas em 3200 cm-1 e entre 3300 e 3500 cm-1 que podem ser atribuídas ao grupamento amina, presente na molécula do ligante, cujos resultados podem ser indicativos de que a func... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The development of adsorbent materials and subsequent use in the phase extraction processes (preconcentration) of metallic species is an area of Chemistry / Chemical Engineering that has always attracted great attention in virtue of the need to monitor contamination and to perform matrice-analyte separation prior to analysis. The direct determination of metals present at low concentrations in samples of natural waters is difficult due to the presence of interfering species and to the need of sophisticated techniques to quantify them. The metals, Cu(II), Cd(II) and Pb(II) have environmental interest because of their intensive use, distribution and because they are non-degradable, thus accumulating in the environment and manifesting toxicity. Thus, the objective of the project was to use PVC as a solid support for the anchoring of the molecule 4-amino-3-hydrazino-5-mercapto-1,2,4-triazole (AHMT) and its application in a system for the preconcentration and removal of metal species from aqueous samples. The material was characterized by Elemental Analysis, Fourier-transform Infrared Spectroscopy (FTIR), X-ray Photoelectron Spectroscopy, specific surface measurements according to BET method, Scanning Electron Microscopy (SEM) and Point of Zero Charge (pHpzc) to verify the occurrence of the modification reaction and to enable the construction of a model.The material was applied in adsorption studies to determine the minimum contact time, the optimum adsorption pH and its maximum ad... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4168210 bytes, checksum: a11f3130727a4c7d1cce532dea7a0d13 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this study was to determine the fish diversity and the bioaccumulation of heavy metals in the trophic chain of River Gramame in the hydrographic basin of River Gramame, Paraíba. The fish composition was determined by collecting fish from 10 specific areas along the River Gramame, utilizing diversified fishery techniques, during the dry and rainy seasons of 2010 to 2011. The fish collected was transported to the Laboratory of Aquatic Ecology (DSE/CCEN/UFPB), where biometry of fish was carried out (total weight and standard length), to determine the type of growth and condition factor, with a view to compare these parameters in contaminated fish. The food habits of the fish were determined by analyzing the stomach contents using the frequency of occurrence method. This was useful to understand the food chain which served as a base for the study of bioaccumulation of heavy metals in fish. The ecological diversity was determined from the indices of diversity (Shannon-Wiener), equitability (Simpson), similarity (Jaccard) and species richness. The concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Cu) in the fish muscle were quantified by square wave voltammetry (VOQ) in a potentiostat/galvanostat in the Laboratory of Environmental Chemical Studies (DQ/CCEN/UFPB), and total mercury (Hg) by atomic absorption spectrometry with cold vapor (CV AAS) in IPEN/USP/SP. The fish composition of the upstream area showed lower taxa than the downstream area (16 to 26 genera and 17 to 27 species, respectively). The abundant species were, Cichla ocellaris (55.39%±28.96), Metynnis lippincottiannus (20.34%±13.4), Prochilodus brevis (16.63%±11.36) and Hoplias malabaricus (13.33%±7.57), during both seasons of the year. The indices of diversity showed differences between the rainy and dry seasons and the upstream and the downstream areas of the reservoir (H =1.3075; H =1.538), (H =1.6497; H =1.3553), with richness represented (17 to 26 and 18 to 22 species respectively) and a heterogeneous distribution of species (J =0.52269 and J =0.38618 respectively), due to the dominance of C. ocellaris in upstream and of M. lippincottianus in downstream of the reservoir. The growth rate of most of the species analyzed showed young individuals, indicating negative allometric growth. The diet of the species showed little difference, indicating mostly generalist food habits of fish along River Gramame. The principal component analysis (PCA) expressed a tendency in upstream and downstream areas of the reservoir to differ in terms of heavy metal accumulation in the trophic chain. A major contamination of total mercury was registered in the upstream area, while there was lead and zinc contamination in the downstream area of the reservoir. It could be concluded that along River Gramame there is major dominance of exotic species with a low diversity of native species. The feeding habits of the fish species showed a generalist tendency, with more omnivores. High heavy metal concentration was registered in the omnivores, indicating biomagnifications of toxic elements among the studied species. / O presente trabalho teve por objetivo, determinar a diversidade da ictiofauna e a bioacumulação de metais pesados na cadeia trófica do Rio Gramame, Bacia do Rio Gramame, Paraíba. Para isso foi realizada análise da ictiofauna presente, com coletas dos espécimes realizadas em 10 pontos ao longo do Rio Gramame, utilizando diversas artes de pesca, durante as estações de chuva e estiagem de 2010 a 2011. O material coletado foi transportado para o Laboratório de Ecologia Aquática (DSE/CCEN/UFPB), onde foram feitas as análises biométricas dos indivíduos (peso total e comprimento padrão), para determinar o tipo de crescimento e o fator de condição, objetivando a comparação desses parâmetros com a contaminação dos peixes. A dieta alimentar das espécies foi conhecida a partir de análises do conteúdo estomacal pelo método de freqüência de ocorrência, com finalidade de conhecer a teia alimentar, que serviu de base para o estudo da biomagnificação dos metais pesados na ictiofauna. Posteriormente, a diversidade ecológica foi determinada a partir dos índices de diversidade (Shannon-Wiener), Equitabilidade (Simpson), similaridade (Jaccard) e riqueza de espécies. As concentrações dos metais pesados (Pb, Zn, Cd, Cu) no tecido muscular das espécies foram quantificados por voltametria de onda quadrada (VOQ) em um potenciostato/galvanostato no Laboratório de Estudos Químicos Ambientais (DQ/CCEN/UFPB), e o mercúrio total (Hg) por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS) no IPEN/USP/SP. A composição da ictiofauna a montante apresentou um número de taxa menor do que a jusante do reservatório (16 e 26 gêneros e 17 e 27 espécies, respectivamente), sendo as espécies mais abundantes, Cichla ocellaris (55,39%±28,96), Metynnis lippincottiannus (20,34%±13,4), Prochilodus brevis (16,63%±11,36) e Hoplias malabaricus (13,33%±7,57), em ambas as estações do ano. Os índices de diversidade apresentaram diferenças entre as estações de chuva e estiagem e as áreas a montante e a jusante do reservatório (H =1,3075; H =1,538), (H =1,6497; H =1,3553), como uma riqueza representada (17 e 26 e 18 e 22 espécies respectivamente) e uma distribuição heterogênea das espécies (J =0,52269 e J =0,38618 respectivamente), devido à dominância de C. ocellaris a montante e de M. lippincottianus a jusante do reservatório. A estrutura de crescimento da maioria das espécies analisadas foi representada por indivíduos jovens, revelando um crescimento do tipo alométrico negativo na população. A dieta alimentar das espécies apresentou-se pouco diferenciada, levando a uma maior incidência de hábitos alimentares generalistas ao longo do Rio Gramame. A análise de componentes principais (PCA) expressou uma tendência das áreas a montante e a jusante do reservatório diferir quanto à acumulação por metais pesados na cadeia trófica. A maior contaminação por mercúrio total foi registrada a montante, enquanto que, chumbo e zinco a jusante do reservatório. Concluí-se que, ao longo do Rio Gramame a ictiofauna apresentou uma maior dominância de espécies exóticas, levando a uma menor representação na diversidade das espécies nativas. A dieta alimentar das espécies revelou hábitos alimentares generalistas, com a categoria trófica onívora mais abundante. As maiores concentrações dos metais pesados foram registradas entre espécies de hábitos onívoros, indicando uma biomagnificação dos elementos tóxicos entre as espécies estudadas.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:32:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2006-12-05Bitstream added on 2014-06-13T18:44:34Z : No. of bitstreams: 1 souza_ji_dr_rcla.pdf: 1254068 bytes, checksum: 64378d1c217e577afa6ca9eebcf6200f (MD5) / Em solo contaminado com metais pesados na região do pólo cerâmico do município de Santa Gertrudes, Estado de São Paulo, Brasil, foi realizado o levantamento taxonômico de fungos da ordem Mucorales (Zygomycota) utilizando-se o método da placa-de-solo, modificado pela aplicação de uma suspensão de solo (10%, p v-1) sobre malte agar (2%, p v-1) acrescido de Pb(NO3)2 ou Zn(NO3)2 nas concentrações de 0 (controle), 100, 200, 500 e 1000 mg L-1. As identificações e descrições taxonômicas foram realizadas utilizando-se SMA (synthetic Mucor agar), sendo obtidos os táxons: Absidia cylindrospora v. cylindrospora Hesselt. & Ellis, Cunninghamella phaeospora Boedijn, Mucor circinelloides Tiegh. f. circinelloides, M. circinelloides Tiegh. f. lusitanicus (Bruderl.) Schipper, M. circinelloides Tiegh. f. janssenii (Lendn.) Schipper, Mucor hiemalis Wehmer f. hiemalis, M. hiemalis Wehmer f. luteus (Linnem.) Schipper, Mucor racemosus Fresen. f. racemosus, Rhizopus oryzae Went & Prins. Geerl., Zygorrhynchus moelleri Vuill. e Mucor bainieri Mehrotra & Baijal, que é citado pela primeira vez para o Brasil. Análises químicas de amostras de solo coletadas em quatro locais na área estudada confirmaram a contaminação severa por metais pesados em alguns dos locais, sendo que comparações entre o número de táxons obtidos no presente estudo com os dados de literatura permitiram concluir que houve prejuízo à diversidade de fungos na região. As biomassas secas e pulverizadas (2 g L-1) de Mucor hiemalis f. hiemalis (SPC 2040) e de Mucor hiemalis f. luteus (SPC 2044) foram colocadas em contato, sob agitação a 120 rpm por 14 h, com soluções aquosas (pH 4) de Pb(NO3)2 e Zn(NO3)2 nas concentrações de 0,06, 0,13 e 0,17 mM e de 0,08, 0,16 e 0,23 mM, respectivamente, sendo comparadas ao carvão ativado (CA), utilizado como material adsorvente de referência. / In a heavy metal contaminated soil at ceramic pole of Santa Gertrudes region, São Paulo State, Brazil, a taxonomic survey of fungi of the order Mucorales (Zygomycota) have been done using the soil plate method, modified for a soil suspension (10%, p v-1) application on malt agar (2%, p v-1) added with Pb(NO3)2 or Zn(NO3)2 at 0 (control), 100, 200, 500 and 1000 mg L-1 concentrations. Taxonomic identifications and descriptions have been done with SMA (synthetic Mucor agar), obtaining the taxa: Absidia cylindrospora v. cylindrospora Hesselt. & Ellis, Cunninghamella phaeospora Boedijn, Mucor circinelloides Tiegh. f. circinelloides, M. circinelloides Tiegh. f. lusitanicus (Bruderl.) Schipper, M. circinelloides Tiegh. f. janssenii (Lendn.) Schipper, Mucor hiemalis Wehmer f. hiemalis, M. hiemalis Wehmer f. luteus (Linnem.) Schipper, Mucor racemosus Fresen. f. racemosus, Rhizopus oryzae Went & Prins. Geerl., Zygorrhynchus moelleri Vuill. and Mucor bainieri Mehrotra & Baijal, that is cited first time for Brazil. Chemical analyses of soil samples taken from four sites in the studied area confirm a severe contamination of heavy metals in some of the sites, and comparisons between taxa numbers obtained in the present study with literature data allowed conclude that there was fungal diversity disturbance in the region. The dry and grounded biomasses (2 g L-1) of Mucor hiemalis f. hiemalis (SPC 2040) and Mucor hiemalis f. luteus (SPC 2044) was kept in contact, under agitation at 120 rpm during 14 h, with aqueous solutions (pH 4) of Pb(NO3)2 and Zn(NO3)2 at 0.06, 0.13, 0.17 mM and 0.08, 0.16, 0.23 mM concentrations, respectively, being compared with activated charcoal (AC) as the reference adsorbent. The percentages amounts of metals removed from solutions, express by q% index, had presented the following adsorption sequences: AC > SPC 2044 > SPC 2040 for Pb and AC > SPC 2040 > SPC 2044 for Zn.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:55:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 4168210 bytes, checksum: a11f3130727a4c7d1cce532dea7a0d13 (MD5) Previous issue date: 2013-06-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The objective of this study was to determine the fish diversity and the bioaccumulation of heavy metals in the trophic chain of River Gramame in the hydrographic basin of River Gramame, Paraíba. The fish composition was determined by collecting fish from 10 specific areas along the River Gramame, utilizing diversified fishery techniques, during the dry and rainy seasons of 2010 to 2011. The fish collected was transported to the Laboratory of Aquatic Ecology (DSE/CCEN/UFPB), where biometry of fish was carried out (total weight and standard length), to determine the type of growth and condition factor, with a view to compare these parameters in contaminated fish. The food habits of the fish were determined by analyzing the stomach contents using the frequency of occurrence method. This was useful to understand the food chain which served as a base for the study of bioaccumulation of heavy metals in fish. The ecological diversity was determined from the indices of diversity (Shannon-Wiener), equitability (Simpson), similarity (Jaccard) and species richness. The concentrations of heavy metals (Pb, Zn, Cd, Cu) in the fish muscle were quantified by square wave voltammetry (VOQ) in a potentiostat/galvanostat in the Laboratory of Environmental Chemical Studies (DQ/CCEN/UFPB), and total mercury (Hg) by atomic absorption spectrometry with cold vapor (CV AAS) in IPEN/USP/SP. The fish composition of the upstream area showed lower taxa than the downstream area (16 to 26 genera and 17 to 27 species, respectively). The abundant species were, Cichla ocellaris (55.39%±28.96), Metynnis lippincottiannus (20.34%±13.4), Prochilodus brevis (16.63%±11.36) and Hoplias malabaricus (13.33%±7.57), during both seasons of the year. The indices of diversity showed differences between the rainy and dry seasons and the upstream and the downstream areas of the reservoir (H =1.3075; H =1.538), (H =1.6497; H =1.3553), with richness represented (17 to 26 and 18 to 22 species respectively) and a heterogeneous distribution of species (J =0.52269 and J =0.38618 respectively), due to the dominance of C. ocellaris in upstream and of M. lippincottianus in downstream of the reservoir. The growth rate of most of the species analyzed showed young individuals, indicating negative allometric growth. The diet of the species showed little difference, indicating mostly generalist food habits of fish along River Gramame. The principal component analysis (PCA) expressed a tendency in upstream and downstream areas of the reservoir to differ in terms of heavy metal accumulation in the trophic chain. A major contamination of total mercury was registered in the upstream area, while there was lead and zinc contamination in the downstream area of the reservoir. It could be concluded that along River Gramame there is major dominance of exotic species with a low diversity of native species. The feeding habits of the fish species showed a generalist tendency, with more omnivores. High heavy metal concentration was registered in the omnivores, indicating biomagnifications of toxic elements among the studied species. / O presente trabalho teve por objetivo, determinar a diversidade da ictiofauna e a bioacumulação de metais pesados na cadeia trófica do Rio Gramame, Bacia do Rio Gramame, Paraíba. Para isso foi realizada análise da ictiofauna presente, com coletas dos espécimes realizadas em 10 pontos ao longo do Rio Gramame, utilizando diversas artes de pesca, durante as estações de chuva e estiagem de 2010 a 2011. O material coletado foi transportado para o Laboratório de Ecologia Aquática (DSE/CCEN/UFPB), onde foram feitas as análises biométricas dos indivíduos (peso total e comprimento padrão), para determinar o tipo de crescimento e o fator de condição, objetivando a comparação desses parâmetros com a contaminação dos peixes. A dieta alimentar das espécies foi conhecida a partir de análises do conteúdo estomacal pelo método de freqüência de ocorrência, com finalidade de conhecer a teia alimentar, que serviu de base para o estudo da biomagnificação dos metais pesados na ictiofauna. Posteriormente, a diversidade ecológica foi determinada a partir dos índices de diversidade (Shannon-Wiener), Equitabilidade (Simpson), similaridade (Jaccard) e riqueza de espécies. As concentrações dos metais pesados (Pb, Zn, Cd, Cu) no tecido muscular das espécies foram quantificados por voltametria de onda quadrada (VOQ) em um potenciostato/galvanostato no Laboratório de Estudos Químicos Ambientais (DQ/CCEN/UFPB), e o mercúrio total (Hg) por espectrometria de absorção atômica com geração de vapor frio (CV AAS) no IPEN/USP/SP. A composição da ictiofauna a montante apresentou um número de taxa menor do que a jusante do reservatório (16 e 26 gêneros e 17 e 27 espécies, respectivamente), sendo as espécies mais abundantes, Cichla ocellaris (55,39%±28,96), Metynnis lippincottiannus (20,34%±13,4), Prochilodus brevis (16,63%±11,36) e Hoplias malabaricus (13,33%±7,57), em ambas as estações do ano. Os índices de diversidade apresentaram diferenças entre as estações de chuva e estiagem e as áreas a montante e a jusante do reservatório (H =1,3075; H =1,538), (H =1,6497; H =1,3553), como uma riqueza representada (17 e 26 e 18 e 22 espécies respectivamente) e uma distribuição heterogênea das espécies (J =0,52269 e J =0,38618 respectivamente), devido à dominância de C. ocellaris a montante e de M. lippincottianus a jusante do reservatório. A estrutura de crescimento da maioria das espécies analisadas foi representada por indivíduos jovens, revelando um crescimento do tipo alométrico negativo na população. A dieta alimentar das espécies apresentou-se pouco diferenciada, levando a uma maior incidência de hábitos alimentares generalistas ao longo do Rio Gramame. A análise de componentes principais (PCA) expressou uma tendência das áreas a montante e a jusante do reservatório diferir quanto à acumulação por metais pesados na cadeia trófica. A maior contaminação por mercúrio total foi registrada a montante, enquanto que, chumbo e zinco a jusante do reservatório. Concluí-se que, ao longo do Rio Gramame a ictiofauna apresentou uma maior dominância de espécies exóticas, levando a uma menor representação na diversidade das espécies nativas. A dieta alimentar das espécies revelou hábitos alimentares generalistas, com a categoria trófica onívora mais abundante. As maiores concentrações dos metais pesados foram registradas entre espécies de hábitos onívoros, indicando uma biomagnificação dos elementos tóxicos entre as espécies estudadas.

Submitted by CLAUDEMIR OLIVEIRA SOUZA null (clau_souza10@hotmail.com) on 2018-04-05T00:34:55Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Claudemir final.pdf: 2598018 bytes, checksum: 6a02fac38da72d304450321a6bebe674 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Carolina Gonçalves Bet null (abet@iq.unesp.br) on 2018-04-05T20:46:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 souza_co_me_araiq_int.pdf: 2522583 bytes, checksum: 763389bef408c84daca17f39d0af0cd5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-05T20:46:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 souza_co_me_araiq_int.pdf: 2522583 bytes, checksum: 763389bef408c84daca17f39d0af0cd5 (MD5) Previous issue date: 2018-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As hemoproteínas desempenham um papel vital nos organismos. Dentre elas, as hemoglobinas extracelulares gigantes (Hbs) se destacam por sua alta cooperatividade, alta estabilidade oligomérica, grande afinidade para ligação com oxigênio e resistência à oxidação. Devido estas propriedades, as Hbs apresentam um grande potencial biotecnológico, como é o caso de estudos buscando protótipos de substituição sanguínea e elaboração de biossensores. Porém, o uso das hemoglobinas gigantes em biossensores para detecção de metais pesados ainda não é encontrado na literatura, este tipo de biossensor agiliza e diminui o custo das análises de empresas e agências de fiscalização ambiental, obtendo o resultado in loco. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi verificar a sensibilidade da hemoglobina de Amynthas gracilis (HbAg) com os metais cobre e cádmio em diferentes valores de pH e imobilizá-la em substrato sólido com o auxílio dos seguintes polímeros: o catiônico polietilenoimina (PEI) e o aniônico hidrocloreto de polialilamina (PAH). Os estudos por absorção ótica, espalhamento de luz (LSI), dicroísmo circular (CD) e fluorescência da interação da HbAg em função da concentração do metal pesado cobre no pH 7,0 mostraram que a concentração de 30 μmol.L-1 é uma concentração crítica onde observa-se uma maior oxidação do grupo heme, agregação e dissociação da proteína, além de alteração em suas α- hélices. No pH 5,0 foi observada oxidação do grupo heme mas sem alterações nas estruturas secundárias da HbAg e formação de agregados. As análises dos espectros de absorção ótica, CD, fluorescência e LSI da HbAg na presença de diferentes concentrações do metal pesado cadmio não apresentaram mudanças significativas quando comparadas com o espectro da HbAg nativa. A imobilização da HbAg em PEI no pH 7,0 foi monitorada por absorção ótica e voltametria cíclica, entretanto a HbAg não foi possível imobilizar a HbAg no polímero PAH no mesmo valor de pH, sugerindo que a interação da HbAg com os biopolímeros se deve por interações eletrostáticas. A imobilização da HbAg em PEI manteve as características da hemoglobina em pH 7,0. A hemoglobina apresentou respostas ao cobre nas medidas de voltametria cíclica realizadas em concentrações de até 20 μmol.L-1 do metal, evidenciando o grande potencial de biossensoriamento do sensor fabricado. Assim, nestes estudos foi possível verificar que a HbAg na presença de cobre em pH 7,0 se oxida, agrega e dissocia, enquanto que em pH 5,0 ela apresenta apenas oxidação. Na presença de cádmio, a HbAg não apresentou nenhuma alteração através das técnicas avaliadas. Com isso, sugere-se que a HbAg pode ser utilizada como um biossensor de indicação de presença de concentrações micromolares do metal pesado cobre. / Hemoproteins are a group of proteins that play a vital role in organisms. Among them, giant extracellular hemoglobins (Hbs) stand out for their high cooperativity, high oligomeric stability, high affinity for oxygen binding and resistance to oxidation. Due to these properties, the Hbs show a great biotechnological potential, as is the case of studies searching for prototypes of blood replacement and preparation of biosensors. However, the use of giant hemoglobins in biosensors for heavy metals detection is not yet reported on the literature, this kind of biosensors speeds up and lowers costs of analysis of companies and environmental inspection agencies, obtaining on the spot result. Thus, the aim of this work was verified the sensibility of HbAg with the metals copper and cadmium on different pH values and it's immobilization in solid surfaces with the polymers: the cationic polietilenimine (PEI) and anionic polyallylamine hydrochloride (PAH). Studies of optical absorption (UVVis), light scattering (LSI), circular dichroism (CD) and fluorescence of HbAg interaction with copper at pH 7.0 shown that 30 μmol.L-1 it’s a critical concentration where observed a great oxidation of group heme, aggregation and protein dissociation as well as alteration on your α-hélices. In pH 5.0 was observed oxidation of heme group but without alterations in HbAg secondary structure and no aggregates formation. UV-Vis spectra analysis, CD, fluorescence and LSI of HbAg at different concentrations of cadmium doesn’t shown significant changes on native HbAg spectra. The HbAg immobilization on PEI pH 7,0 has monitored by optical absorption and cyclic voltammetry, however it was not possible to immobilize the HbAg in the PAH polymer at the same pH value, suggesting that HbAg interaction with biopolymers is due to electrostatic ligations. The HbAg Immobilization in PEI maintained the hemoglobin characteristics at pH 7.0. The Hemoglobin shown responses to copper at concentrations of up to 20 μmol.L-1 of the metal in cyclic voltammetry measurements performed, demonstrated the great potential of the fabricated biosensor. Thus, in these studies it was possible to verify that HbAg on copper presence at pH 7.0 oxidizes, to aggregates and dissociates whereas at pH 5.0 it presents only oxidation. In the presence of cadmium, the HbAg showed no change through the techniques evaluated. Thereby, it is suggested that HbAg can be used as a biosensor indicating the presence of micromolar concentrations of copper heavy metal.

Resumo: O saneamento básico é importante para o desenvolvimento de uma região. Por meio dele, criam-se condições de higienização necessárias para o bem-estar da população. Com o tratamento, surgem inconvenientes a serem superados: a produção de gases odoríferos e corrosivos e o principal desafio, que é a disposição adequada do lodo de esgoto. Este estudo avalia o comportamento de metais com a aplicação agrícola do lodo de esgoto, além de estimar a quantidade do gás metano. O experimento foi desenvolvido em campo, num Latossolo Vermelho distrófico de textura média, nos anos 2000/2001 e 2001/2002 com quatro safras agrícolas, utilizando-se o lodo de esgoto, sem neutralização, produzido na Estação de Tratamento de Esgoto, ETE-1, da SANEPAR - Maringá-PR, com aplicações anuais nas doses de 06, 20, 40, 60, 80 t ha-1 base seca, do material, como fertilizante para o milho, comparado com uma testemunha (sem adição do lodo). Nos dias da incorporação do resíduo foram coletadas amostras de solo nas profundidades de 5, 20, 40 e 60 cm. Após 30, 60, 90 e 120 dias da incorporação do lodo ao solo, foram colhidas cinco plantas para análises. A cada 30 dias foram avaliados os teores totais e disponíveis na camada 0-20cm, de metais no solo. Nas quatro semeaduras, aos 120 dias da germinação do milho, avaliou-se a produtividade. Os resultados obtidos permitiram concluir que a aplicação em taxas de até 80 t ha-1, promoveu aumento proporcional de matéria seca das plantas. Os teores de metais no solo tiveram comportamento similar na planta e nos grãos aumentando com o acréscimo das doses aplicadas. A mobilidade de metais pesados demonstrou limitado movimento em profundidade, permanecendo na camada de incorporação. As quantidades Cd, Cr, Ni e Pb removidas do solo pela solução de DTPA-TEA, estiveram abaixo do limite de determinação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: It is essential to any region develops a basic sanitation system and through it creates conditions to hygiene in order to reach a high quality of life of the population. During treatment, problems may appear and must be managed. The odoriferous and corrosive gas production is the meaningful challenge solved with an adequate use of the sewage sludge. This study evaluates the behavior of heavy metals when applying sewage sludge in agriculture and indeed estimates the quantity of methane gas. The experiment was developed in field in a dystrophic red latosol of middle texture (LVd), in the years of 2000/01 and 2001/02 in four plantings, utilizing sewage sludge without neutralization, produced in the ETE-1 Sludge treatment Station, of SANEPAR, a Company of water treatment sited in Maringá, State of Paraná, Brazil, with annual applications in the following doses of 06, 20, 40, 60, 80 t ha-1 basis of dry matter as a fertilizer to maize compared to a witness (without addition of sludge). During the days of residue incorporating it was made a sample collection of the soil in 5, 20, 40 and 60 cm deepness. After 30, 60, 90 and 120 days of sewage sludge incorporation in the soil, five plants were collected to analysis. Each thirty days, it was made an evaluation of the total quantities of metal in soil. In four plantings, 120 days of maize germination, it was evaluated the productivity. The results permit to conclude that the application until 80 t.ha-1, promoted a proportional increase of the dry matter of plants. The metal quantity in soil presented similar behavior in the plant and in the grains, directly increasing together with the increase of the applied doses. The mobility of heavy metal presented deep and restricted movement, keeping it in the incorporating layer. The quantities of Cd, Cr, Ni and Pb removed from the soil by DTPA-TEA solution were below the limit... (Complete abstract, click electronic address below). / Orientador: Jorge de Lucas Junior / Coorientador: Ervim Lenzi / Doutor