A busca por espécies capazes de recuperar áreas de mineração é necessária, uma vez que a mineração do carvão mineral causa severos impactos no ambiente. No entanto, a recuperação é limitada pelas características físicas e químicas dos seus resíduos que tem metais pesados em sua composição entre outros fatores de estresse, dificultando o estabelecimento das plantas. Algumas espécies colonizam naturalmente ambientes com metais pesados, este é o caso da aroeira-do-campo (Schinus lentiscifolius March.) que habita uma mina de cobre abandonada, em Lavras do Sul (RS) e ainda não foi testada em trabalhos de recuperação de áreas degradas. Diferentemente da aroeira vermelha (S. terebinthifolius Raddi) que é uma espécie rústica e vem sendo utilizada nestes trabalhos. Desta forma, este trabalho foi dividido em duas etapas: uma primeira em que o objetivo foi testar o potencial de utilização de Schinus lentiscifolius em rejeitos e cinzas de mineração de carvão mineral; e uma segunda que teve por objetivo verificar as respostas fisiológicas e a acumulação de cobre em S. lentiscifolius e em S. terebinthifolius. Na primeira foram realizados experimentos de germinação e crescimento em solo, cinzas e rejeitos de mineração, utilizando duas populações de S. lentiscifolius, uma de dentro e outra de fora da mina de cobre. Os resultados da primeira etapa mostram que as plantas germinam com facilidade em cinzas e rejeitos de mineração, mas nenhuma das populações sobreviveu em rejeitos. Possivelmente, para a utilização de Schinus em resíduos de mineração são necessárias melhorias nas condições nutricionais das cinzas e rejeitos de mineração. Na segunda etapa foram cultivadas S. lentiscifolius (População mina) e uma de S. terebinthifolius, proveniente do campus do Vale/UFRGS (RS) em diferentes concentrações de cobre durante 100 dias de experimento. Os resultados mostraram diversos sintomas visuais de danos causados pelo cobre, além de redução na fotossíntese, clorofila e biomassa. Os valores de acumulação de metal mostraram que existe uma restrição no transporte de cobre para parte aérea da planta, ocorrendo elevada inibição do crescimento aéreo e de raízes mesmo em baixas concentrações de cobre. Desta forma, os resultados desta etapa mostram que ambas as espécies de Schinus sofrem os efeitos negativos do cobre, sugerindo que possam existir outros mecanismos que não a tolerância que permitam S. lentiscifolius habitar a mina de cobre. / Coal mining causes severe impacts to the environment, therefore it is imperative that we search for species which can help restore the impacted areas. This recuperation is limited by the physical and chemical traits of the mining byproducts which carry heavy metals in their composition, wich can limit plant establishment. Some species naturally colonize contaminated soils with heavy metals. This is the case of a wild species called "aroeira-do-campo" (Schinus lentiscifolius March.) that grows in an abandoned opencast copper mine, in Lavras do Sul (RS); however it has not yet been tested in restoration areas, unlike Brazilian pepper (S. terebinthifolius Raddi), a rustic species that has been used for restoration work. Therefore, this study was divided in two phases: in the first, the objective was to test the potential use of Schinus lentiscifolius for restoration of ash and mine waste, by testing their germination and growth on this medium; in the second phase, the objective was to verify the physiological responses to copper by S. lentiscifolius and S. terebinthifolius. For the first phase, germination tests were carried out and the seedlings were cultivated in either soil, ash and mine wastes, using two populations of S. lentiscifolius, one inside and other from outside of a copper mine. The results of first phase show that the seeds germinated easily on ash and mine waste, but no species/populations survived in wastes. One possible limitation to plant growth and development in ash and wastes is the nutritional status of the medium. In the second phase, S. lentiscifolius (Mine population) and, and one population of S. terebinthifolius from UFRGS/Campus do Vale (RS), were cultivated in different concentrations of copper for approximately 100 days. The plants cultivated in copper solution exhibited visible symptoms of phytotoxycity, decreases of photosynthetic rates, reductions on chlorophyll content and biomass. The values of metal accumulation indicated that there is a restriction in the transport of copper to the shoot. These results in an inhibition of shoot and root growth even at lower copper concentrations. These results show that both species of Schinus sp. suffer the negative effects of copper, suggesting that other mechanisms may exist, instead of tolerance, that allow S. lentiscifolius plants to live in the copper mine.

A área de estudo deste trabalho, localizada no Município de Cubatão, abrange um terreno industrial desativado onde no passado foram descartados resíduos, bem como, manipulados e estocados materiais com elevados teores de substâncias orgânicas e iônicas. Por esse motivo constitui-se num sistema bastante complexo para disponibilidade iônica ao meio ambiente. Foram definidas quatro Áreas (A, B, C e D) para amostragens de solo e água subterrânea e efetuadas análises texturais , mineralógicas e químicas. Os resultados analíticos das águas subterrânea e superficial dos outros setores da área de estudo, bem como os dados utilizados para elaboração do modelo matemático e interpretação dos testes de permeabilidade foram cedidos por uma empresa de consultoria ambiental. Nas Áreas B, C e D as águas subterrâneas apresentam-se contaminadas com íons Pb e Ni ultrapassando os valores orientadores da CETESB. A presença de Al e Fe na água subterrânea, apesar dos valores de pH incompatíveis, encontram-se na forma aquosa de \'Al(OH) IND.3\' e \'Fe(OH) IND.3\' e iônica devido o elevado conteúdo iônico graças ás atividades industriais. A amônia foi identificada na água subterrânea em concentrações acima do limite estabelecido pela Portaria 518 do Ministério da Saúde em boa parte da área de estudo. Quando dissolvida na água subterrânea a amônia forma íons amônio, que sofrem adsorção junto às partículas do solo. Além de ser solúvel em água o \'NH4 POT.+\' é envolvido no processo biológico de fixação do nitrogênio, assim como na sua mineralização e nitrificação. O nitrato apresentou valores acima do limite de intervenção da CETESB em poços localizados nas Áreas B e C, a concentração de nitrito, por sua vez, foi insignificante, por ser um ânion bastante instável oxidando-se a nitrato. A condutividade hidráulica média na área de estudo é de 4,7 x \'10 POT.-4\' cm/s. Elaborou-se um modelo matemático interpolando dados de condutividade hidráulica e de análise químicas permitindo definir que o fluxo subterrâneo principal segue no sentido oeste, em direção ao Rio Perequê. Os resultados do modelo sugerem que o aporte de água com concentrações acima dos padrões adotados para amônia do aqüífero para o rio tende a sofrer declínio até extinção num período de 10 anos. Em função da dimensão atual da pluma e dos níveis de concentrações observados, a modelagem indicou que a pluma com concentrações acima do limite de intervenção não é extinta ao passar de 20 anos (final do período simulado), porém deixando de atingir o Rio Perequê antes de passados 15 anos. Como resultado deste trabalho é recomendado que a remediação do impacto causado pelos íons metálicos na água subterrânea podem ser obtida pela fixação de Pb e Ni nas formas de sulfato e óxidos/hidróxidos de chumbo e hidróxidos de níquel. No caso dos compostos nitrogenados em especial o amônio, é recomendada a biorremediação para induzir a nitrificação e posterior denitrificação, através de técnicas tais como biosparging (injeção de oxigênio), MRZ (Zona de Reação Microbial), fitoremediação e barreira reativa. / The study area of this work, located in the Cubatão city, is an industrial deactivated land where in the past were undergrounded residuals, as well as were manipulated and kept high percentage of organic and ionic substance materials. It became, for that reason, a very complex system for ionic availability to environment. Four areas (A, B, C, and D) were defined for soil and groundwater sampling, and were made textural, mineralogical, and chemical analysis. Analytical results of ground and superficial water, as well as data used for elaboration of a mathematical model and for interpretation of permeability tests of the remaining part of the study area, were facilitated by a private company of environment consultancy. Groundwater in Areas B, C, and D shows contamination with Pb and Ni ions overtaking CETESB standard values. The presence of Al and Fe in groundwater, despite of incompatible pH values, are found in a liquid form of \'Al(OH) IND.3\' and \'Fe(OH) IND.3\', and ionic, due to high content owing to the industrial activities. Ammonia was indentified in groundwater in larger concentrations than the limit established by Portaria 518 do Ministério da Saúde in a larger portion of the study area. Ammonia forms ions ammonium when dissolved in groundwater that suffers adsorption with the soil particles. Besides being soluble in water the \'NH4 POT.+\' is involved into biological processes of nitrogen fixation, as well as in its mineralization and nitrification. In wells localized in Areas B and C, nitrate presented higher values them than the limit established by CETESB. Nitrite concentration is insignificant, by being quite instable oxidizing to nitrate. Mean hydraulic conductivity in the study area is 4,7 x \'10 POT.-4\' cm/s. A mathematical model was elaborated by hydraulic conductivity dates interpolations and by chemical analyses defining the mean underground flow follows to the west, towards the Perequê River. The model results suggest that the water flow with ammonia concentration larger than the allowed standard, from the aquifer to the river tends to decline until extinction in a 10 years period. By considerer the present plum dimension and the observed concentration levels the modeling indicated that plum with the concentrations larger than the allowed limit is not extinct in 20 years (the end of the simulated period), however, without reaching the Perequê River before 15 years. As a result of this work it is recommended that the remediation of impact provoked in groundwater by the metallic ions could be obtained by fixing Pb and Ni in the sulfate and oxides/hydroxides form of lead and nickel hydroxides. In the case of nitrogen compounds, especially ammonia, it is recommended the bioremediation for inducing the nitrification, and later denitrification, through to techniques such as biosparging (oxygen injection), MRZ (Microbial Reaction Zone), Fitoremediation and reactive barrier.

Submitted by Danielle Karla Martins Silva (danielle.martins@ufpe.br) on 2015-03-13T14:33:07Z No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Wellyton Vasconcelos.pdf: 5901517 bytes, checksum: 8d69a53b2f1a2ee6c1261e4b9ee35228 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-13T14:33:07Z (GMT). No. of bitstreams: 2 DISSERTAÇÃO Wellyton Vasconcelos.pdf: 5901517 bytes, checksum: 8d69a53b2f1a2ee6c1261e4b9ee35228 (MD5) license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Previous issue date: 2014 / CNPq / O mel de abelha tem uma imagem de ser natural e saudável, entretanto, muitos dos méis consumidos hoje são produzidos em ambientes poluídos por diferentes tipos de contaminação alterando, com isso, suas características mais nobres. Nesse estudo a contaminação por metais pesados tais como Zn, Cd, Pb e Cu é avaliada para 20 amostras de mel de abelha produzidas no estado de Pernambuco utilizando a técnica de voltametria de redissolução anódica de pulso diferencial (DPASV, do inglês Differential Pulse Anodic Stripping Voltammetry) em eletrodo de gota pendente de mercúrio (HMDE, do inglês Hanging Mercury Drop Electrode). A formação de compostos intermetálicos entre Zn e Cu na superfície do eletrodo durante a etapa de préconcentração impede a determinação simultânea dos quatro metais na matriz orgânica mineralizada. Para a determinação de Zn utiliza-se uma solução-padrão de Ga(III) e o Cu é determinado em um potencial de deposição menor que o requerido para a redução do Zn, permitindo a determinação dos quatro metais por dois experimentos de DPASV realizados consecutivamente na mesma amostra. As faixas de concentrações de metais pesados encontrados nas amostras analisadas foram de 1,283 – 4,312 mg.g-1 para Zn, 0,168 – 0,645 mg.g-1 para Pb e 0,170 – 1,426 mg.g-1 para Cu. A presença de Cd nas amostras não foi detectada. O método apresentou altos níveis de repetitividade e ausência de viés em concentrações acima de 0,200 mg.g-1. De acordo com esses resultados, observa-se que o mel produzido em Pernambuco é de boa qualidade, embora uma das vinte amostras analisadas tenha apresentado teor de Pb acima do limite estabelecido por legislação vigente. Acredita-se que essa amostra pode ter sido contaminada durante o processo de transporte do mel já que este foi envasado em local distinto do apiário de origem. Para as demais amostras, as concentrações de metais pesados estão dentro dos parâmetros aceitáveis.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-08T13:35:55Z No. of bitstreams: 1 Marcio Felix Sobral.pdf: 332271 bytes, checksum: f4e990500f2f96ca2348f020149fdc86 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-08T13:35:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Marcio Felix Sobral.pdf: 332271 bytes, checksum: f4e990500f2f96ca2348f020149fdc86 (MD5) Previous issue date: 2010-02-08 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Several types of slag accumulate in industry and become an environmental problem. Its final disposal as fertilizer in agriculture is a practice that can supply plant nutrients and to correct soil acidity while minimizing the environmental impact. However, there is the need for evaluating the risks of slag addition contaminate soils with heavy metals. The work was carried out to study the effects of the final disposal of a steel slag compared to lime on the supply of silicon, macronutrients (Ca, Mg and P), micronutrients (Fe, Cu, Zn, Mn and Ni) and heavy metals (Cd and Pb) to sugarcane plants grown on an Ultisol. The steel slag and lime doses (0; 0.5; 1.0; 2.0, and 4.0 t ha-1) were applied to the sugarcane at the planting (cultivar RB92579). The results showed that the steel slag increased the concentrations of Ca, Mg, P, Si, Fe, Mn and Zn in soil and reduced the potential acidity. There was an increase in the foliar área and stems height as well as in the Zn concentration in the leaves. Lime promoted increase of pH, and decrease in the concentrations of Al and incrase in the Na concentrations. Nickel,Cd, and Pb were not detected neither in the soil nor in the plant. This indicates that the steel slag tested presented no soil contamination with these heavy metals. / O desenvolvimento da siderurgia no Brasil produz diversos tipos de escórias, as quais muitas vezes se acumulam nos pátios das industrias tornando-se um problema ambiental. Sua disposição final em campos agrícolas é uma prática que pode minimizar a acumulação destes resíduos e ao mesmo tempo fornecer nutrientes às plantas e corrigir a acidez dos solos. No entanto, há necessidade de avaliar quais riscos estes resíduos podem gerar ao ambiente. O presente trabalho teve como objetivo avaliar à disposição final da escória de aciaria de forno elétrico e o fornecimento de Si, nutrientes (Ca, Mg, P, Fe, Mn, Zn, Cu, Ni) e metais pesados (Cd e Pb) para cana-de-açúcar. O experimento foi realizado na Usina Santa Teresa, município de Goiana-PE, em um Argissolo Vermelho-Amarelo. Os tratamentos adotados foram doses de escória de aciaria e calcário dolomítico (0; 0,5; 1,0; 2,0 e 40 t ha-1), aplicados no sulco de plantio, no qual posteriormente, foi semeado a cana-de-açúcar (var. RB92579). Ao término doexperimento, foram realizadas as avaliações do solo, planta e parâmetros industriais. A escória bem como o calcário promoveram alterações nas propriedades químicas do solo e em algumas variáveis analisadas na planta. A escória aumentou significativamente (P 0,05) nos teores de Ca, Mg, P, Si, Fe, Mn e Zn, no solo, bem como reduziu a acidez potencial. Quanto às características industriais aumentou a área foliar e altura dos colmos, bem como, o teor de Zn nas folhas. O Calcário proporcionou aumento do pH, reduziu o teor de Al e aumentou o teor de Na no solo. Houve ainda acréscimo nos teores de Ca, Mg, Cu, Zn e redução da acidez potencial. Proporcionou também um teor significativo de Cu nas folhas de cana-de-açúcar. Não foi detectado nas análises de folhas de cana-de-açúcar e do solo a presença de Ni, Cd ou Pb, indicando que a utilização de escória de aciaria não causou problemas de contaminação.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-08-17T11:10:50Z No. of bitstreams: 1 William Ramos da Silva.pdf: 1949081 bytes, checksum: c61378bed7319d565cc47084de59c025 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-17T11:10:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 William Ramos da Silva.pdf: 1949081 bytes, checksum: c61378bed7319d565cc47084de59c025 (MD5) Previous issue date: 2016-07-29 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The generation of residues through mining is a potential risk of contamination of soil, water, plants and animals. For decades, the municipality of Santo Amaro da Purificação - BA has suffered the impacts caused by improper and inadequate release of thousands of tons of siderurgy slag contaminated mainly by Cd and Pb, and exposure of these contaminants to the population through the distribution of this material to landfills in squares, streets and homes. The city is now known for presenting the greatest human contamination by Pb in the world. In order to understand the impacts of residues in soil and the risk of human contamination from contaminated soil, this study investigated the phytoextraction by maize and castor as a technique for remediation of these soils and to evaluate the risk of human contamination by heavy metals added to the soil by waste. For this, an experiment was conducted in a greenhouse with the use of the two plant species and soil application of inducing agents Phytoextraction (NTA and citric acid). After the cultivation, they evaluated the levels of As, Cd, Pb and Zn in soil and plant to evaluate the potential remediation technique. Fractionation of metals in the soil and bioaccessibility tests to assess the risk of contamination were also performed. The application of chelating agents citric acid and NTA and increased absorption of heavy metals by maize and castor. Despite the removal of metals by application of citric acid is smaller, this is more suitable due to its higher degradability and assist in inhibiting the phytotoxicity of the metals. Corn showed better phytoextraction ability to As, Cd, Pb and Zn in the study. The castor, despite having high concentrations of metals translocated, presented accumulation in roots, can be used as phytoextabiletion plant and generating economic benefits for the production of non-edible vegetable oil. The presence of metal contaminants from the ground indiscriminately in the area of the former COBRAC presents a high risk of contamination of humans through exposure of metals. / A geração de resíduos através da mineração representa um risco potencial de contaminação do solo, recursos hídricos, plantas e animais. Durante décadas, o município de Santo Amaro da Purificação – BA tem sofrido os impactos causados pela liberação indevida e inadequada de milhares de toneladas de escória de siderurgia, contaminada principalmente por Cd e Pb, e pela exposição destes contaminantes à população através da distribuição desse material para aterros em praças, ruas e residências. A cidade hoje é conhecida por apresentar a maior contaminação humana por Pb no mundo. Com a intenção de entender os impactos causados pelos resíduos nos solos, bem como os riscos de contaminação humana por solo contaminado, o presente trabalho objetivou estudar a fitoextração por milho e mamona como uma técnica para remediação desses solos e avaliar o risco de contaminação humana pelos metais pesados adicionados ao solo pelos resíduos. Para isto, foi realizado um experimento em casa de vegetação com a utilização das duas espécies vegetais e aplicação ao solo de agentes indutores da fitoextração (ácido cítrico e NTA). Após o período de cultivo, foram avaliados os teores de As, Cd, Pb e Zn no solo e na planta para avaliar o potencial da técnica de remediação. Fracionamento dos metais no solo e testes de bioacessibilidade para avaliar o risco de contaminação foram também efetuados. A aplicação dos agentes quelantes ácido cítrico e NTA aumentou a absorção de metais pesados por milho e mamona. Apesar da remoção dos metais com aplicação de ácido cítrico ser menor, este é mais indicado por apresentar maior degradabilidade e auxiliar na inibição da fitotoxicidade dos metais. O milho apresentou melhor capacidade fitoextratora para As, Cd, Pb e Zn no solo em estudo. A mamona, apesar de não ter translocado concentrações altas dos metais, apresentou acúmulo nas raízes, podendo ser utilizada como planta fitoestabilizadora e geradora de benefícios econômicos pela produção de óleo vegetal não comestível. A presença de metais contaminantes do solo de forma indiscriminada na área da antiga COBRAC apresenta risco elevado de contaminação dos seres humanos através da exposição dos metais.

Made available in DSpace on 2014-06-12T17:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2268_1.pdf: 5156431 bytes, checksum: c475c2500dfd0c8de301baa2cbf3b444 (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2008 / A produção de biogás em aterros de resíduos sólidos tem sido considerada um fator de extrema importância ambiental e econômica, despertando o interesse de diversas áreas do conhecimento. No entanto, diferentes fatores podem influenciar na biodegradação dos resíduos e consequentemente na geração de biogás. No presente trabalho, foram estudadas as influências dos metais pesados (Zn, Mn e Fe), da idade dos resíduos (recém chegados ao aterro, 1 ano e 7 anos) e da umidade (20, 40, 60 e 80%) sobre a geração de biogás. Para tanto, foram utilizados biorreatores e o ensaio do potencial bioquímico de metano (ensaio BMP), que avalia a capacidade de biodegradação dos resíduos por meio da produção total de biogás. O grau de biodegradabilidade dos resíduos orgânicos da Muribeca foi obtido através da relação (Celulose+Hemicelulose)/Lignina e indicou presença de matéria orgânica facilmente degradável nos resíduos mais novos. O metal Zn não mostrou influência significativa sobre a geração de biogás nas duas concentrações estudadas (3 e 7mg/L). Por outro lado, houve influência mais expressiva dos metais Mn e Fe apenas nas maiores concentrações utilizadas, respectivamente 7 e 20 mg/L. É possível que e a baixa inibição do Fe nas concentrações inferiores a 20mg/L e a atuação do Zn, de maneira geral, como estimulador da biodegradação, tenha ocorrido devido às participações desses metais como elementos químicos essenciais e constituintes enzimáticos de processos anaeróbios. Em relação às amostras de lixo com diferentes idades, a amostra de aproximadamente 7 anos apresentou baixo potencial de geração de biogás, coerente com os padrões de resíduos considerados já estabilizados. O estudo das condições extremas de umidade mostrou que valores de baixa umidade (20%) dificultaram a degradação dos resíduos, enquanto que valores elevados (80%) favoreceram a degradação. De modo geral, o potencial de geração de biogás dos resíduos do aterro da Muribeca obtido foi de 120,52 Nm3/tonSV. Com base nesses dados, pode-se sugerir que o ensaio BMP se apresenta como excelente ferramenta experimental para a obtenção de curvas características de geração de biogás em aterros de resíduos sólidos urbanos, e os parâmetros estudados podem interferir na avaliação do potencial de biogás dos resíduos, inibindo ou estimulando a biodegradação

Submitted by Irene Nascimento (irene.kessia@ufpe.br) on 2016-06-28T19:13:21Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_MARLYETE_ MESTRADO_CCB.pdf: 1359439 bytes, checksum: c77312ff5d07a6b83188d66e242b0ba7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-28T19:13:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) DISSERTAÇÃO_MARLYETE_ MESTRADO_CCB.pdf: 1359439 bytes, checksum: c77312ff5d07a6b83188d66e242b0ba7 (MD5) Previous issue date: 2015-02-25 / CNPQ / Acetilcolinesterase (AChE; 3.1.1.7) é uma enzima do grupo das serino-esterases que atua na hidrólise do neurotransmissor acetilcolina garantindo a intermitência dos impulsos nervosos responsáveis pela comunicação neuronal. A inibição deste mecanismo ocorre devido aos efeitos da exposição a pesticidas organofosforados e carbamatos, bem como a íons metálicos. A atividade da acetilcolinesterase de várias espécies de peixes tem sido utilizada como biomarcador em programas de monitoramento de recursos hídricos por ser um método diagnóstico informativo e efetivo, além de economicamente viável, visto que esta enzima está localizada e disponível de forma abundante num tecido descartado do peixe, o cérebro. Este trabalho objetivou caracterizar parcialmente parâmetros cinéticos e físico-químicos da acetilcolinesterase cerebral de Parachromis managuensis e investigar o efeito in vitro de pesticidas e íons metálicos sobre sua atividade. O pH ótimo e a temperatura ótima foram determinados ensaiando a atividade do extrato em pH de 4,0 a 9,0 e temperaturas de 25 a 80°C. A termoestabilidade foi determinada submetendo o extrato as mesmas temperaturas durante 30 min e, após o equilíbrio, foi mensurada a atividade remanescente. Parâmetros cinéticos; velocidade máxima (Vmax) e constante de Michaelis - Menten (Km) foram calculados em concentrações crescentes (0,8 a 20,8 mM) dos substratos iodeto de acetil e butirilcolina. O extrato foi incubado durante 60 min com um pesticidas organoforforado (diclorvós) e dois carbamatos (carbaril e carbofuran) e foi exposto durante 40 min a 10 íons (Al3+, Ba2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, Mg2+, Mn2+, Pb2+, Fe2+ e Zn2+) em cinco concentrações de 0,001 a 10 mM. A atividade enzimática foi analisada após exposição aos inibidores seletivos BW284c51, Iso-OMPA, neostigmina e eserina nas mesmas concentrações. Estes inibidores confirmaram AChE e BChE como responsáveis pela atividade analisada. O pH ótimo e a tempertura ótima encontrados para a AChE foram 8,0 e 35°C respectivamente. A AChE reteve 70% da atividade após incubação a 40°C por 30 min. Os parâmetros cinéticos, Vmax e Km foram respectivamente 0,520 ± 08,98 mU/mg e 0,587 ± 0,95 mM para AChE; e 0,267 ± 5,2 mU/mg e 4,06 ± 0,82 mM para BChE. Todos os pesticidas usados mostraram efeito inibitório na atividade da AChE. Os valores da concentração inibitória média dos pesticidas (IC50) foram: 1,68 μM (diclorvós), 4,35 μM (carbaril) e 0,28 μM (carbofuran). A maioria dos íons em 1 mM não mostraram efeito significativo (p = 0.05), enquanto Zn2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, inibiram a atividade da enzima em 17%, 25%, 53% e 100% respectivamente. AChE de P. managuensis mostrou potencial como biomarcador para todos os pesticidas usados, principalmente para o carbamato carbofuran, além do íon mercúrio (Hg2+). Sendo, portanto, considerada uma ferramenta útil no monitoramento ambiental. / Acetylcholinesterase (AChE; 3.1.1.7) is an enzyme from the group of serine esterases acting in the hydrolysis of the neurotransmitter acetylcholine ensuring the burst of nerve impulses responsible for neuronal communication. The mechanism of this inhibition is due to the effects of exposure to organophosphorus and carbamate pesticides, as well as metal ions. The acetylcholinesterase activity of several species of fish has been used as a biomarker for monitoring water resources programs to be a method informative diagnosis and effective, and economically viable, since this enzyme is localized and available in abundance in a discarded tissue fish, the brain. This study aimed to partially characterize physicochemical and kinetic parameters of the brain acetylcholinesterase from Parachromis managuensis and investigate the in vitro effects of pesticides and metal ions on its activity analyzing its potential role as biomarker. Optimal pH and temperature were estimated exposing the enzyme extracts to a pH variation between 4.0 and 9.0 and a temperatures ranging from 25 to 80°C. The thermostability was determined submitting the extracts to the temperatures decribed above during 30 min and assaying the residual activity. Kinetic parameters such as maximum velocity (Vmax) and Michaelis-Menten constant (Km) were calculated using increasing concentrations (from 0.8 to 20.8 mM) of the substrates acetyl and butyrylcholine iodide. The extract was incubated during 60 min with one organophosphate (dichlorvos) and two carbamate (carbaryl and carbofuran) pesticides and was exposed for 40 min to 10 ions (Al3+, Ba2+, Cd2+, Cu2+, Hg2+, Mg2+, Mn2+, Pb2+, Fe2+ and Zn2+) in five concentrations from 0.001 to 10 mM. The enzymatic activity was analyzed after exposure to the selective inhibitors BW284c51, Iso-OMPA, neostigmine and eserine in the same concnetrations. These inhibitors confirmed AChE and BChE as responsible for the analyzed activity. Optimal pH and temperature found were 8.0 and 35°C, respectively. AChE retained 70% of its activity after incubation with 40°C for 30 min. The kinetic parameters Vmax and Km were, respectively, 520 ± 8.98 mU/mg and 0.587 ± 0.95 mM for AChE; and 267 ± 5.2 mU/mg and 4.06 ± 0.82 mM for BChE. All the used pesticides showed inhibitory effect on ChE acitivities. The mean inhibitory concentration (IC50) values were: 1.68 μM (dichlorvos); 4.35 μM (carbaryl) and 0.28 μM (carbofuran). Most of the analyzed ions did not show significant effect at 1 mM (p = 0.05), whereas Zn2+, Cd2+, Cu2+ and Hg2+ inhibited the enzyme activity in 17%, 25%, 53% and 100%, respectively at the same concentration. P. managuensis AChE showed potential as biomarker for all the pesticides under study, mainly for the carbamate carbofuran as well as for the mercury ion (Hg2+) and being, therefore, considered a promising tool for environmental monitoring

Orientadores: Ivo Milton Raimundo Junior, María Cruz Moreno-Bondi / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T08:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pinheiro_SilviaCristinaLopes_D.pdf: 3031586 bytes, checksum: d04087a8b894575a32142d906b54d76b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi desenvolver sensores fluorimétricos empregando os reagentes luminescentes ZOX (2-piridin-2-il-benzooxazol), [Ru(s2d)2(bim)] (complexo de Ru(II), onde s2d: 1,10-fenantrolina-4,7-di-il) bis(benzenossulfonato e bim: 2,2¿-biimidazol) bpySOH (4-[2-(4¿-metil-[2,2¿] bipiridil-4-il)-vinil]-fenol) e bpySOMA (2-metileno ácido butírico-4-[2-(4¿-metil-[2,2¿] bipiridil-4-il)-vinil]-fenil éster) para a determinação simultânea de metais pesados em águas. Os fluoróforos ZOX e [Ru(s2d)2(bim)] não forneceram resultados satisfatórios uma vez que sofreram lixiviação das matrizes (sol-gel) nas quais estavam imobilizados. Por outro lado, o reagente bpySOH e seu derivado bpySOMA forneceram bons resultados na caracterização em solução assim como na forma imobilizada. Estudos espectrofotométricos em solução com o bpySOH demonstraram estequiometrias de complexação ligante:metal de 1:1 para Cd(II), Ni(II) e Zn(II) e de 2:1 para Cu(II) e Hg(II). As constantes de estabilidade calculadas através de dados espectrofotométricos indicaram que os complexos de Cu(II), Hg(II) e Zn(II) são os mais estáveis. Estudos mostraram que Cu(II), Ni(II) e Zn(II) desativam a emissão do ligante, enquanto Hg(II) e Cd(II) incrementam essa propriedade. Experimentos de tempo de vida demonstraram um mecanismo de supressão estática da fluorescência para todos os complexos. Como estratégia de imobilização do ligante, avaliou-se uma matriz sol-gel (a partir do precursor TMOS). Imobilizado, o ligante mostrou resposta reversível para Cu(II), Hg(II) e Zn(II). O intervalo de resposta obtido para os íons metálicos foi de 2,50¿30,0 mmol L. A determinação simultânea em misturas contendo 2 ou 3 íons foi realizada utilizando Regressão por Mínimos Quadrados Parciais. Os modelos de calibração multivariada apresentaram resultados de previsão satisfatórios com valores de RMSEP inferiores a 3,00 mmol L. O derivado bpySOMA, por sua vez, apresentou comportamento semelhante em termos de valores de estequiometrias de complexação e constantes de estabilidade. Para imobilizá-lo, empregou-se um MIP seletivo para Cu(II). Estudos indicaram a seletividade para este metal frente a Cd(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) e Zn(II). Uma faixa de resposta foi obtida no intervalo de 0,1¿6,0 mmol L. O sensor foi aplicado à determinação de Cu(II) em águas de torneira fortificadas com o metal. Os resultados obtidos, quando comparados com um método de referência (FAAS) indicaram a aplicabilidade do sensor e que o mesmo apresenta potencialidade para trabalhos futuros. / Abstract: This thesis is aimed at developing fluorimetric sensors employing luminescent reagents ZOX (2-pyridin-2-yl-benzooxazole), [Ru(s2d)2(bim)](Ru complex, where s2d: 1,10-phenanthroline-4,7-diyl)bis(benzenesulfonate) and bim: 2,2¿-biimidazole), bpySOH (4-[2-(4¿-methyl-[2,2¿]bipyridinil-4-yl)-vinyl]-phenol) and bpySOMA (2-methylene-butyric acid 4-[2-4¿-methyl-[2,2¿]bipyridinyl-4-yl)-vinyl]-phenyl ester) for the simultaneous determination of heavy metals in waters. The fluorophores ZOX and [Ru(s2d)2(bim)] did not provide satisfactory results, being leached out from the matrix in which they were immobilized. On the other hand, bpySOH and its derivative bpySOMA provided good results in solution as well as after immobilization. Spectrophotometric studies of bpySOH in solution showed stoichiometries ligand:metal of 1:1 for Cd(II), Ni(II) and Zn(II) while 2:1 ratio was obtained for Cu(II) and Hg(II). Stability constants calculated from spectrophotometric data indicated that Cu(II), Ni(II) and Zn(II) complexes are the most stable. In addition, it was observed that Cu(II), Ni(II) and Zn(II) quench the fluorescence of the ligand, while Hg(II) and Cd(II) enhance this property. Lifetime studies demonstrated a static mechanism of quenching of fluorescence for all complexes. The ligand was immobilized in a sol-gel matrix (obtained from TMOS precursor), which presented reversible response for Cu(II), Hg(II) and Zn(II). The response range for the metal ions was 2.50¿30.0 mmol L. Simultaneous determinations of mixtures containing 2 or 3 ions were performed using the Partial Least Square method. Multivariate calibration models showed satisfactory prediction results, with RMSEP values lower than 3.00 mmol L. The derivative ligand bpySOMA showed similar results in terms of complexation stoichiometries and stability constant values. It was immobilized as a molecularly imprinted polymer selective to Cu(II), confirmed by the response of the non-imprinted polymer for Cd(II), Hg(II), Ni(II), Pb(II) and Zn(II) ions. A response range of 0.1¿6.0 mmol Lwas obtained. The sensor was applied to the determination of Cu(II) in tap water and the results agreed with those obtained by Flame Atomic Absorption Spectrometry. / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientadores: Edson Aparecido Abdul Nour, Ronaldo Severiano Berton / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo / Made available in DSpace on 2018-08-06T05:03:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CristianoManoda_M.pdf: 1887536 bytes, checksum: 6deb8aff55ff36310624e75aa9310bb8 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A presente pesquisa teve por objetivo o estudo da dinâmica de seis metais potencialmente tóxicos ¿ Cd, Cr, Cu, Ni, Pb e Zn - em solo do tipo franco argiloso, que sofreu incorporação de lodo de esgoto em uma única aplicação. O solo analisado estava contido em seis protótipos de fibra de vidro de 1,20 m de altura por 1,00 m de diâmetro, preenchidos com solo; no interior de cada um deles foram instalados coletores de drenagem livre, às profundidades de 0,25; 0,50; 0,75 e 1,00 m. Os protótipos receberam durante 20 meses aplicações regulares de lodo em pesquisas anteriores, permanecendo em repouso por mais 20 meses, até sua reutilização na presente pesquisa. Foram adotadas três taxas de aplicação de lodo (base seca): 100, 67 e 33 t ha-1, no solo sem aplicação de cal e 67 t ha-1 no solo que sofreu calagem em pesquisas anteriores. A caracterização do solo antes da nova incorporação de lodo revelou a influência das aplicações anteriores, uma vez que, em relação aos protótipos testemunhas, obteve-se valores de pH menores, teores de matéria orgânica e condutividade elétrica do extrato saturado do solo mais elevados nas camadas superficiais e acidez real maior nos protótipos sem cal. Os maiores valores da CTC foram encontrados apenas no perfil de solo de 0 a 0,05 m nos solos que sofreram calagem. Com a nova incorporação do lodo, o qual se apresentava em condições ácidas, o teor de metais pseudo-totais no solo aumentou destacadamente no perfil de profundidade de 0 a 0,05 m, proporcional ao percentual de matéria orgânica no solo. Além disso, a partir da análise do percentual de biodisponiblidade dos metais, obteve-se que a seqüência decrescente mais comum para a extração por HCl foi: Zn = Cu = Pb > Cr, enquanto a seqüência mais comum para o DTPA foi: Zn > Cu > Pb = Cr. Na análise por HCL, a taxa de 33 t.ha-1 foi considerada a mais adequada para uma aplicação de lodo com fins agrícolas, enquanto na extração por DTPA as três taxas de aplicação podem ser utilizadas na agricultura. Quanto à extração seqüencial, o Zn apresentou-se em grande parte nas formas solúvel e trocável, enquanto o Cr foi encontrado preferencialmente na forma de precipitados insolúveis; o chumbo demonstrou boa afinidade com a matéria orgânica, podendo apresentar-se na forma solúvel ou insolúvel, dependendo do pH do solo e da fração predominante do húmus na matéria orgânica; o cobre apareceu ligado à matéria orgânica do solo e na forma de precipitados insolúveis; O níquel foi detectado apenas no protótipo com maior taxa de aplicação de lodo, apresentando-se na forma redutível; o Cd não foi detectado em nenhum dos protótipos. Mesmo a um pH ácido, apenas o zinco revelou alguma mobilidade no solo, tendo sido detectado em profundidades de até 0,50 m / Abstract: The present research aims at studying the dynamics of six potentially toxic metals ¿ Cd, Cr, Cu, Ni, Pb and Zn ¿ on a clay loam soil, where sewage sludge was incorporated in a single application. The soil under analysis was contained in six fiberglass prototypes (1.2 m high x 1.0 m in diameter); inside each prototype, free-drainage collectors were installed at 0.25, 0.50, 0.75 and 1.0 meter deep to collect leachate. The prototypes had received during 20 months regular applications from sludge in previous research, remaining in rest for 20 months more, until its use in the present research. Three sludge application rates were adopted (dry basis) in soil that had no application of lime ¿ 100, 67 and 33 t ha-1 ¿ and one in soil with lime application ¿ 67 t ha-1. The lime had been applicated in previous studies. The analysis of the soil before the new sludge incorporation revealed the influence of applications performed 20 months earlier; when comparing with the control prototypes, we found lower pH values, higher levels of organic matter and electric conductivity of the saturated stratum in the superficial layers, and higher real acidity in the prototypes without lime. Higher CEC values were found only in the 0 to 0,05-m soil profile in those soils that had lime application. With the sludge incorporation, that presented acid conditions, the level of pseudo-total metals in the soil significantly increased in the 0 to 0,05-m profile, in proportion to the percentage of organic matter in the soil. The analysis of the metal bioavailability percentage showed that the commonest decreasing sequence for HCI extraction was Zn = Cu = Pb > Cr, whereas the commonest sequence for DTPA was Zn > Cu > Pb = Cr. In the analysis for HCL, the rate of 33 t ha-1 was considered the most adjusted for an application of sludge with agricultural ends, while in the extration for DTPA the three application rates can be used in agriculture. With regard to sequential extraction, Zn appeared mostly in soluble and exchangeable form, whereas Cr was mostly found in the form of insoluble precipitates; Pb showed greater affinity with organic matter, being found both in soluble and insoluble form, depending on the pH of the soil and the predominant fraction of humus in the organic matter; Cu appeared linked to organic matter in the soil and in the form of insoluble precipitates; Ni was found in the prototype with higher sludge application rate, present in the reducible fraction; Cd was not detected in the soil. The study of metal mobility in soil only revealed the mobility of zinc, even at an acid pH level; this metal was found in layers up to 0,50 m dee / Mestrado / Saneamento e Ambiente / Mestre em Engenharia Civil

Orientador: Meuris Gurgel Carlos da Silva / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-06T21:16:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kleinubing_SirleiJaiana_M.pdf: 1126683 bytes, checksum: 553f8d655916b1ac3c43231a2e0bbc05 (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Neste trabalho foi estudada a remoção do íon cádmio, chumbo e cobre pela zeólita natural Clinoptilolita. Este estudo foi realizado em coluna de leito fixo construído em acnlico nas dimensões de 13,3 em de altura e 1,4 em de diâmetro interno. O estudo de pH foi feito visando a determinação dos valores no qual não ocorre à precipitação dos metais, sendo adotado o pH de 5,0. Utilizou-se a técnica de planejamento experimental 22 com 3 pontos centrais para o estudo do processo de adsorção de cada metal individualmente, avaliando as variáveis, vazão de operação e concentração de alimentação na resposta capacidade total de metal removida. Foram efetuados vários planejamentos experimentais, o planejamento 1 foi realizado para o cádmio, nas condições de concentração de 200 e 600 ppm e vazão de 10 e 50mL/min, no entanto os resultados não foram satisfatórios. Definiu-se então o planejamento experimental 2, nas condições de 400 e 600 ppm e 15 e 25 rnL/min, para cádmio, chumbo e cobre, encontrando-se a variável concentração como sendo a mais significativa e maior quantidade de metal é removido em maior concentração. Fez-se análise da zona de transferência de massa (ZTM) para o processo de adsorção de chumbo, mantendo a concentração constante e variando a vazão de operação, a vazão com menor valor de ZTM foi de 20mL/rnin. Os dados de equihõrio foram correlacionados utilizando isoterma de Langmuir, encontrou-se para o chumbo: qmax = 200,54 mg de chumbo/g de zeólita, b= 0,00223 mgIL; para o cádmio: qmax = 84 mg de cádmio/g de zeólita, b= 0,0022 mgIL e para o cobre qmax = 70,44 mg de cobre/g de zeólita, b= 0,0021 rng/L. O modelo matemático utilizado para o ajuste dos resultados experimentais foi proposto por Silva, 2001. Para o cádmio, chumbo e cobre, foram realizadas simulações onde os parâmetros de equilíbrio foram obtidos de forma dinâmica e com os dados obtidos por Zambon (2003), obtidos em batelada, para o chumbo. Os resultados das simulações foram satisfatórios para sistema dinâmico com todos os metais. Para o chumbo foi feita também simulações para os dados de equiliDrio obtidos em sistema batelada, no entanto não foram satisfatórias. A transferência de massa no sólido (K) foi influenciada pela concentração inicial de todos os metais nas faixas estudadas. Os ensaios de mistura foram realizados na vazão de 15mL/min e na concentração total de 600 ppm (frações de 1/3 e 2/3). Estes dados foram analisados de duas formas, inicialmente foi avaliado o efeito sinérgico entre os metais e em seguida foi feito um Planejamento Centróide Simplex. Através da análise do efeito sinérgico observou-se que quando o chumbo está influenciando a remoção dos demais metais ocorre uma queda na quantidade de remoção destes metais maior que 60%, enquanto a presença dos outros metais na remoção de cbumbo acarreta uma redução de no máximo 25,24%. O planejamento Centróide Simplex mostrou que a composição de chumbo é a variável mais significativa, maior quantidade total de remoção ocorre em maiores concentrações de chumbo. A variável composição de cádmio e cobre também apresentam um efeito significativo e positivo, assim como a mistura dos três metais, as misturas dois a dois de Cd+Cu e Cd+Pb exercem um efeito significativo e negativo na capacidade de remoção / Abstract: The removal of cadmium., lead and copper using natural zeolite Clinoptilolite was studied in a 13,3 em height and 1,4 em internal diameter fixed bed column. A prelirninary pH study was developed in order to detenninate the range in which ionic metal precipitation does not occur and pH 5 was found to be the adequate value for this purpose. A factorial design 22 with 3 center points was established in order to study the adsorption process of each metal individuaIly with what concerns the influence of the operation flow rate and feed concentration over the total metal removal capacity. The experimental design 1 was conducted to study cadmium removal. The lower values of flow rate and concentration factors were 10 mL/min and 200 ppm whereas the high values were 50 mL/min and 600 ppm respectively. The results were not satisfactOIyand a new design was set. The new experimental design 2 set lower factors to 15 mL/min and 400 ppm and higher values to 25mL/min and 600 ppm for cadnúum, lead and copper removal analysis. Concentration was found to be the most significant factor in the metais removal whilst higher concentrations result in bigher metal removal. The mass transfer zone (MTZ) was analyzed for the lead adsorption process, keeping the concentration constant and varying the flow rate. The lowest MTZ value was obtained with a flow rate of 20mL/min. The equilibrium data were correlated using Langmuir' s isotherm model. The constants obtained were for lead removal: qmax = 200,54 mg of Leadlg of zeolite, b= 0,00223 mg/L; for cadmium removal: qmax = 84 mg of cadmium/g of zeolite, b= 0,0022 mg/L and for copper removal: qmax = 70,44 mg of copper/g of zeolite, b= 0,0021 mg/L. The model used to adjust the experimental results was proposed by Silva, 2001. Simulations were made on cadmium, lead and copper removal breakthrough curves. The equilibrium parameters used were based on experimental data obtained for the dynamic adsorption process of cadmium, lead and copper ofthe present work as well as Zambon's (2003) bateh lead adsorption. The simulation results involving the dynamic parameter data were satisfactory for ali the metais studied. In the case of lead simulations were also done based on the batch parameters and the results were not satisfactory. The mass transfer in the solid (K) was inHuenced by the initial concentration of all the metais in the studied range. The mixture tests were done using 15ml/min flow rate and a total metal concentration of 600ppm (113 and 2/3 ftactions). These data were ana1yzed in two distinct ways: first the metais synergic effects were evaluated, then a simplex-centroid design was developed. Through the analyzes of the synergic effects it was possible to notice that when the lead is present in the mixture with the other metais there is a great drop in their removal quantity up to more than 60%. The presence of the other metais in lead removal results in a removal capacity reduction of in to maximum of 25.24%. The simplex-centroid design indicated the lead is the most significant component in the mixture for total metal removal, the greater the lead concentration the greater the total meta! capacity removal is achieved. Cadmium and copper compositions also showed a significant positive effect over as well as the mixture of the three metais. The mixture of two metais of Cd+Cu and Cd+Pb on the other hand have a negative effect over the capacity removal / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química