p. 1-102 / Submitted by Santiago Fabio (fabio.ssantiago@hotmail.com) on 2013-04-09T17:44:48Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joseni Lima SEG.pdf: 487372 bytes, checksum: 59ca931b8411aed4bf2a20d09cef54c5 (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Meirelles(rodrigomei@ufba.br) on 2013-04-10T14:03:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joseni Lima SEG.pdf: 487372 bytes, checksum: 59ca931b8411aed4bf2a20d09cef54c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-10T14:03:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joseni Lima SEG.pdf: 487372 bytes, checksum: 59ca931b8411aed4bf2a20d09cef54c5 (MD5) Previous issue date: 2009 / O leite humano é um alimento completo, capaz de suprir todas as necessidades fisiológicas e nutricionais da criança. Vários estudos destacam a importância do aleitamento materno para a saúde e nutrição do lactente, em especial pela sua proteção contra doenças e pelo valor nutricional, contudo poucas investigações abordam seu conteúdo mineral. O objetivo deste estudo foi quantificar os elementos minerais cálcio, magnésio, potássio, ferro e zinco em 102 amostras de leite humano coletadas de doadoras de cidades do Vale do Jiquiriçá, Bahia em diferentes estágios: 1, 6 e 12 meses de lactação bem como estudar a relação entre os minerais e as variáveis maternas. Para o tratamento das amostras foi utilizado um procedimento de decomposição por via úmida com uma mistura composta de HNO3, H2SO4 e H2O2. A determinação dos minerais foi realizada empregando um espectrômetro de emissão optica com plasma de argônio indutivamente acoplado (ICP OES). Os valores médios obtidos para os elementos estudados no 1º. mês de lactação foram: Ca (204,11 ± 49,15 mg L-1); Mg (25,17 ± 6,58 mg L-1); K (497,26 ± 103,09 mg L-1); Fe (0,48 ± 0,27 mg L-1); Zn (2,56 ±0,90 mg L-1). Para os 6 meses, com exceção do Mg (26,99 ±9,64 mg L-1) observou-se um ligeiro declínio nas concentrações médias do Ca (177,70 ±48,60 mg L-1); K (403,61 ±106,31 mg L-1); Fe (0,26 ± 0,16 mg L-1); Zn (1,14 ± 0,63 mg L-1). Para os 12 meses de lactação as médias declinaram mais ainda, identificando as seguintes concentrações Ca (169,54 ± 43,18 mg L-1); K (362,53 ± 88,64 mg L-1); Fe (0,38 ± 0,25 mg L-1); Zn (0,92 ± 0,66 mg L-1), exceto para Mg (25,17 ± 6,43 mg L-1). Quando analisadas por pareamento (teste t) o declínio foi significante para o Ca (ρ=0,029); K (ρ=0,001); Fe (ρ=0,006) e Zn (ρ<0,001) no intervalo de 1/6 meses. Contudo, no intervalo de 6/12 meses, apenas o teor de Ca manteve diferença estatisticamente significante no declínio ao longo de tempo (ρ=0,01). As concentrações obtidas para Mg não apresentam variação média significante ao longo da lactação. Os resultados apresentados demonstram que a composição mineral do leite humano modifica-se à medida que o aleitamento materno se prolonga e que o Fe é o mineral que apresenta maior variabilidade. Observou-se, através da comparação de médias, influência significante do tipo de parto para os resultados obtidos para Mg no 6º mês de lactação (ρ= 0,028) e do estado nutricional materno para Ca no 12º mês de lactação (ρ= 0,04) a 5% de probabilidade. / Salvador

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2016-10-06T13:10:21Z No. of bitstreams: 1 DissJLC.pdf: 2059088 bytes, checksum: 17e62a1a362fb497c4e79d993d9aae53 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:53:19Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJLC.pdf: 2059088 bytes, checksum: 17e62a1a362fb497c4e79d993d9aae53 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T18:53:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJLC.pdf: 2059088 bytes, checksum: 17e62a1a362fb497c4e79d993d9aae53 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T18:53:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJLC.pdf: 2059088 bytes, checksum: 17e62a1a362fb497c4e79d993d9aae53 (MD5) Previous issue date: 2015-07-08 / Não recebi financiamento / The use of guiding values has been the practice in countries with tradition in monitoring the quality of natural resources. The first step of a pollution monitoring program is to establish the natural concentrations of potentially toxic elements (PTEs) in uncontaminated soil to the development of background values. Mean values of total PTE concentration in worldwide are very heterogeneous and resulting from different soils, extraction methods and techniques of analytical determination. The background values recommended by CETESB were obtained from samples of 13 soils, submitted to USEPA SW 846 3050 protocol, whose PTE contents were determined by atomic absorption spectrometry. The objective of this work was to contribute to the improvement of background values of Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, V and Zn in tropical soils, using topsoil samples (0-20 cm) of 30 representative soils of State of São Paulo, Brazil, collected in areas without human disturbance. The soil samples were submitted to the USEPA SW 846 3051, 3051 A and 3052 protocols, with microwaveassisted acid digestion. Natural contents of PTEs were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). Extraction protocols were evaluated using the certified soil sample NIST SRM 2709 San Joaquin. Arithmetic means were adopted to describe the central tendency and the variation of results from the different acid digestions and to set the background values into 75 and 90 percentiles. Regardless the extraction method, the average contents of EPT were in the following range of variation (mg kg-1): Al - 27118-42865; Ba - 78-101; Fe - 6318- 35888; Cd - ND - 2.2; Co - 18 to 37; Cr - 39-59; Cu - 43-61; Mn - 176-623; Ni - ND - 61; V - 111-193 and Zn - 63 to 68. The contents of Al, Co, Cu, Fe, Mn, V and Zn correlated with clay, amorphous (Feox) and crystalline (FeDCB) iron oxides contents. The method 3052 resulted in PTEs recovery levels within the limits considered acceptable for certified sample. Within recommended methods by CONAMA Resolution n.420 / 2009, the 3051 A was the best correlated with the method 3052 and was considered the protocol with high potential to improve soil background values. The new soil background values were (mg kg-1): a) percentile 75: Al - 66,700; BA - 68; CD - 1.53; Co - 16; Cr - 47; Cu - 20; Fe - 24,830; Mn - 333; Ni - 57; V - 66; Zn - 61; percentile 90: Al - 99 820; Ba - 113; CD - 1.78; Co - 30; Cr - 62; Cu - 32; Fe - 39 280; Mn - 480; Ni - 113; V - 119; Zn - 65. Since new background values differed from those currently practiced by CETESB, the use of ICP OES to determine natural PTE levels extracted by USEPA 3051 A, from a larger and more representative set of soils, supported the improvement of background values and may contribute to the improvement of the environmental risk assessment estimates for edaphoclimatical conditions of the State of São Paulo. / O emprego de listas com valores orientadores tem sido prática nos países com tradição no monitoramento da qualidade dos recursos naturais. A primeira etapa de um programa de monitoramento de poluição é o estabelecimento das concentrações naturais dos elementos potencialmente tóxicos (EPTs) em solos não contaminados, para a definição de valores de referência de qualidade (VRQs). Valores médios da concentração total de EPTs no âmbito mundial são muito heterogêneos e decorrem da diversidade dos solos, dos métodos de extração e das técnicas de determinação analítica. Os valores de referência preconizados pela CETESB foram obtidos de amostras de 13 solos, submetidas ao protocolo USEPA SW 846 3050, cujos teores foram determinados por espectrofotometria de absorção atômica (AAS). O objetivo deste trabalho foi contribuir para o aprimoramento dos VRQs de Al, Ba, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Mn, Ni, V e Zn em solos paulistas, utilizando amostras superficiais (0-20 cm) de 30 solos representativos dos limites estaduais, coletadas em áreas isentas de perturbação antrópica. As amostras de solo foram submetidas aos protocolos USEPA SW 846 3051, 3051 A e 3052, com digestão ácida assistida por forno micro-ondas. Os teores naturais de EPTs foram determinados por espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP OES). Os métodos de extração foram avaliados utilizando a amostra certificada de solo NIST SRM 2709 San Joaquin. Médias aritméticas foram adotadas para descrever a tendência central e a variação dos resultados provenientes das diferentes digestões e para definir os VRQs nos percentis 75 e 90. Independentemente do método de extração, os teores médios de EPTs apresentaram a seguinte amplitude de variação (mg kg-1): Al - 27.118 a 42.865; Ba - 78 a 101; Fe – 6.318 a 35.888; Cd – ND a 2,2; Co – 18 a 37; Cr – 39 a 59; Cu – 43 a 61; Mn – 176 a 623; Ni – ND a 61; V – 111 a 193; Zn – 63 a 68. Os teores de Al, Co, Cu, Fe, Mn, V e Zn correlacionaram-se com os teores de argila, de óxidos de ferro cristalinos (FeDCB) e de óxidos de ferro amorfos (FeOX) dos solos. O método 3052 resultou em teores percentuais de recuperação dentro dos limites considerados aceitáveis para a amostra certificada. Dentre os métodos recomendados pela Resolução CONAMA n.420/2009, o 3051 A foi o que melhor se correlacionou com o método 3052, sendo considerado o método com maior potencial para aprimorar os VRQs de solos do Estado de São Paulo. Os novos VRQs sugeridos para solos do Estado de São Paulo foram (mg kg-1): a) percentil 75: Al – 66.700; Ba – 68; Cd – 1,53; Co – 16; Cr – 47; Cu – 20; Fe – 24.830; Mn – 333; Ni – 57; V – 66; Zn – 61; percentil 90: Al – 99.820; Ba – 113; Cd – 1,78; Co – 30; Cr – 62; Cu – 32; Fe – 39.280; Mn – 480; Ni – 113; V – 119; Zn – 65. Os VRQs diferiram daqueles atualmente praticados pela CETESB, indicando que o uso do ICP OES para determinar teores naturais EPTs, extraídos pelo método USEPA 3051 A, a partir de um conjunto maior e mais representativo de solos, subsidiou o aprimoramento dos VRQs, podendo contribuir para a melhoria das estimativas de avaliação de risco ambiental para as condições edafoclimáticas do Estado de São Paulo.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:08:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 IzabelKVS_DISSERT.pdf: 849654 bytes, checksum: e754d8d3077394e35fc6004a18238827 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / This project describes a methodology optimization that would allow for a more efficient microwave assisted digestion process for petroleum samples. With the possible chance to vary various factors at once to see if any one factor was significant enough in the answers, experimental planning was used. Microwave assisted digestion allows, through the application of potency, an increasing number of collisions between the HNO3 and H2O2 molecules, favoring sample opening for complex matrixes. For this, a 24 factorial experimental planning was used, varying potency, time and the volumes for HNO3 65% and H2O2 30%. To achieve the desired answers, several elements were monitored (C, Cu, Cr, Fe, Ni, Zn and V) through Inductively coupled plasma atomic emission spectroscopy (ICP-OES). With this initial study it was noticed that the HNO3 was not a significant factor for any of the statistical studies for any of the analytes and the other 3 factors and their interactions showed statistical significance. A Box Behnken experimental planning was used taking in consideration 3 factors: H2O2 volume, time (min) and Potency (W), Nitric Acid kept at 4mL for a mass of 0,1g of petroleum. The results were extremely satisfying showing higher efficiency in the digestion process and taking in a responsibility between the answers for each analyte and the carbon monitoring was achieved in the following conditions: 7mL of H2O2, 700 Watts of potency and a reaction time of 7 minutes with 4mL de HNO3 for a mass of 0,1g of petroleum. The optimized digestion process was applied to four different petroleum samples and the analytes determined by ICP-OES / Este trabalho teve como objetivo a otimiza??o de uma metodologia que possibilite maior efici?ncia no processo de digest?o auxiliada por forno microondas para amostras de petr?leo. Um planejamento experimental multivariado foi realizado, num intuito de observar todos os fatores ao mesmo tempo e suas intera??es, para saber se determinado fator tem influ?ncia significativa sobre a resposta. A digest?o auxiliada por microondas permite, atrav?s da aplica??o de pot?ncia, tornar maior o n?mero de colis?es entre as mol?culas do HNO3 e do H2O2 no meio reacional, favorecendo a abertura de amostras de matrizes complexas. Dessa forma, foi realizado um planejamento fatorial 24 variando a pot?ncia, o tempo e os volumes de HNO3 65% V/V e H2O2 30% V/V. Para obter as respostas, foram monitorados diversos elementos (C, Cu, Cr, Fe, Ni, Zn e V) por espectrometria de emiss?o ?tica com plasma indutivamente acoplado (ICP-OES). Com este estudo inicial foi observado que o volume de HNO3 n?o foi um fator significativo estatisticamente para nenhum dos analitos estudados e que os outros tr?s fatores e suas intera??es apresentaram signific?ncia estat?stica. Um segundo planejamento do tipo Box Behnken foi realizado considerando os 3 fatores: volume de H2O2, tempo (min) e pot?ncia (W), o volume de ?cido n?trico foi mantido em 4 mL para uma massa de 0,1g de petr?leo. Os resultados foram bastante expressivos, a maior efici?ncia de digest?o, assumindo um compromisso entre as respostas obtidas para cada analito e o monitoramento do carbono, foi obtido nas condi??es de 7 mL de H2O2, 700 W de pot?ncia e 7 min de tempo de rea??o com 4 mL de HNO3 para uma massa de 0,1 g de petr?leo. O procedimento de digest?o otimizado foi aplicado a quatro diferentes amostras de petr?leo e os analitos determinados por ICP OES

Neste estudo foi determinado o conteúdo de metais em adoçantes dietéticos de mesa, consumidos por um número crescente de pessoas preocupadas em manter a forma física e restringir o nível calórico da dieta havendo ou não recomendação médica. Foram coletadas 26 amostras de adoçantes dietéticos distribuídos no mercado de São Paulo, em uma grande variedade de apresentações, produtos, composições e marcas. Como a composição é dependente da produção, esta análise é indispensável ao controle da qualidade e relevante à saúde do consumidor. A Espectrometria de Emissão Óptica com Fonte de Plasma Indutivamente Acoplado (ICP OES) com vista axial, mostrou-se adequada determinação dos macronutrientes Na, K, Ca, Mg e dos microelementos essenciais Fe, Cu, Zn, Cr, Mn e Se, dos potencialmente tóxicos AI, Ni, As, Cd e Pb em adoçantes sólidos e líquidos, atendendo as exigências da legislação brasileira. Assim, foi realizado um estudo comparativo entre as determinações utilizando as metodologias clássicas de pré-tratamento da amostra, como o resíduo de cinzas, a dissolução ácida com aquecimento por microondas com o procedimento sem tratamento prévio das amostras, visando facilitar a análise, uma vez que esta é a etapa que mais consome tempo e esforços. A determinação simultânea do espectro favoreceu a análise, uma vez que 74 comprimentos de onda puderam ser selecionados sem aumento no tempo ou no custo de análise, auxiliando na seleção de 36 linhas analíticas mais adequadas (livre de interferências) à determinação sem tratamento prévio da amostra. Nenhuma amostra de adoçante excedeu o valor recomendado para o somatório dos contaminantes inorgânicos (Aspartame < 10 &#181;g g-1 e Sacarina < 20 &#181;g g-1). No entanto, 6 marcas de adoçantes em pó excederam o valor limite da legislação para As (1,0 &#181;g g-1), excederam o valor para Cr total (0,1 &#181;g g-1) e 2 marcas de adoçante líquido excederam o valor para Ni (0,1 &#181;g g-1). Mostrando que os adoçantes em pó apresentam (&#8776;5 &#181;g g-1) níveis maiores de metais potencialmente tóxicos que os adoçantes líquidos (&#8776;2,O &#181;g mL-1). / The metal content in artificial sweetener usually consumed by a growing population concerned to keep body shape and to restrict the diet caloric content, by medical recommendation or not, was measured. The samples were 26 artificial sweeteners available at São Paulo\'s market, under different forms, and several suppliers, with various sweetener composition, and brands. Because the composition depends on manufacture factors, this analysis is mandatory for quality control and relevant for the user health. Inductively coupled plasma atomic emission with axial view has demonstrated to be an appropriated technique to determine the macronutrient content, such as Na, K, Ca, Mg and essential microelements such as Fe, Cu, Zn, Cr, Mn and Se, besides the potentially toxic elements such as AI, Ni, As, Cd and Pb in solid and liquid sweeteners in accordance with to the Brazilian regulation. It was also performed a comparative study of the sample preparation methodology, using classical sample pretreatment, such as burning to ashes, and acid dissolution with microwave heating and a procedure without prior sample treatment (dissolution and/or convenient dilution), aiming at facilitating the analysis of dietetic sweetener because this step is the most time and labor consuming. The analysis was simplified using the simultaneous spectra acquisition, once 74 wavelengths were selected without time or cost increase, and helping the identification of 36 appropriate analytical lines (free from interferences) to apply to the samples determination without prior treatment. None sweetener exceeded the recommended value of inorganic contaminant (for aspartame samples the value was below 10 &#181;g g-1 and for saccharine samples that was below 20 &#181;g g-1). However, 6 brands of artificial sweetener in powder exceeded the legislation limit value for As (1.0 &#181;g g-1), and other 7 brands exceeded the Cr recommended maximum value (0.1 &#181;g g-1). Other 2 brands of Iiquid sweetener exceeded the Ni recommended maximum value. Therefore, for ali samples, the artificial sweetener in powder presented higher levels of potentially toxic metais (&#8776;5&#181;g g-1) than those in a Iiquid presentation (&#8776;2.0 &#181;g mL-1).

A baía de Sepetiba, localizada a 60 km na direção Oeste da região metropolitana do Rio de Janeiro, vem sendo submetida, nas últimas décadas, a um considerável desenvolvimento populacional e industrial, contando hoje com aproximadamente 400 indústrias (em sua maioria metalúrgicas) instaladas nas bacias de drenagem da baía, as quais lançam seus resíduos diretamente na baía ou nos corpos d'água da região. Além disso, o Porto de Sepetiba trouxe muitos investimentos industriais para a área. Toda esta expansão industrial e urbana resultou em uma série de impactos ambientais, devido ao lançamento de efluentes domésticos e industriais, os quais são ricos em metais pesados e outras substâncias potencialmente tóxicas. O objetivo deste trabalho foi avaliar a contaminação e mobilidade dos metais Cd, Cu, Ni, Pb e Zn, em sedimentos da baía de Sepetiba. Foram determinados os Sulfetos Voláteis em Ácido (AVS) e os Metais Extraídos Simultaneamente (SEM) em 65 amostras de sedimentos, coletadas de modo a cobrir toda a área da baía. Os resultados obtidos na extração ácida mostraram que os metais Cd, Cu, Pb e Zn apresentaram as mais altas concentrações extraíveis na região NE (principalmente na saídas dos rios Guandu e Canal de São Francisco), enquanto que as mais altas concentrações de Ni foram observadas na porção Oeste da baía. A comparação dos valores dos SEM com os valores guias de qualidade de sedimento (VGQS) canadenses (TEL e PEL) indicou que os metais Cd e Zn apresentaram teores nos quais é freqüente a ocorrência de efeitos negativos à biota (valores acima do PEL); já os metais Cu e Pb e Ni apresentaram concentrações que indicam uma baixa probabilidade de ocorrência de efeitos adversos aos organismos aquáticos de Sepetiba. Por outro lado, a razão S[SEM]/[AVS], ficou abaixo de 1 na porção NE, sugerindo que, apesar das altas concentrações dos metais na região, estes estão retidos no sedimento, na forma de sulfetos. Foram também determinadas as concentrações totais dos metais nos sedimentos, e observou-se que o padrão de distribuição das concentrações totais seguiu o mesmo padrão observado para os SEM, com as mais altas concentrações na porção NE da baía, classificando a área como nivel 2, com relação ao Zn, e como nível 1, com relação aos metais Cd, Cu, Pb e Ni, de acordo com a Resolução CONAMA 344/04. Apresenta-se um modelo geoestatístico, o modelo de atenuação das concentrações, que tem como proposta estimar a mobilidade de um elemento nos sedimentos. O modelo proposto mostrou os mais altos valores de atenuação para Zn, Cd, Cu e Pb na região NE, indicando que a mobilidade destes metais na região é baixa, o que está de acordo com as conclusões obtidas com o modelo S[SEM]/[AVS], indicando boas possibilidades de aplicação do modelo em estudos de contaminação de sistemas estuarinos por metais. / Sepetiba bay, located about 60 km west of the metropolitan region of Rio de Janeiro city, has undergone notable development in the last decades, with the establishment of about 400 industrial plants in its basin, basically metallurgical, which release its industrial waste either straight into the bay or through local rivers. The Sepetiba harbor also brought up a lot of industrial investment in that area. This urban and industrial expansion caused several environmental impacts, mainly due to the presence of heavy metals and other potentially toxic substances present in the effluents discharged into the bay. This work aimed to assess heavy metal (Cd, Cu, Ni, Pb e Zn) contamination and mobility in sediments from Sepetiba bay. The acid-volatile sulfides (AVS) and the concentration of simultaneously extracted metals (S[SEM) were determined in 65 sediment samples from Sepetiba bay, representing the whole area. The results obtained showed that Cd, Cu, Pb and Zn presented higher concentrations in the northeastern area (mainly in the mouth of Guandu and Canal de São Francisco rivers), while the highest concentration of Ni were observed in the western region of the bay. The comparison between SEM concentrations with the Canadian Sediment Quality Guidelines (TEL and PEL) indicated that Cd and Zn presented values which may hazard to aquatic organisms (concentration levels above PEL); the elements Cu, Pb and Ni presented concentration levels below PEL, suggesting low probability of toxicological effects to the aquatic organisms. On the other hand, the ratio S[SEM]/[AVS] was below 1 in the northeastern region, indicating that, in spite of the high concentration of the analyzed metals in this area, they are trapped in the sediment, as sulfides. The total metal concentrations in the sediments were also determined and the same distribution pattern obtained for the SEM were observed, with high concentrations in the northeastern region of the bay, classifying the area as level 2, for Zn, and as level 1, for Cd, Cu, Pb and Ni, according to the CONAMA 344/04 act. A geostatiscal approach is presented, the attenuation of concentrations model, which aims to estimate metal mobility in sediments. The proposed model showed the highest attenuation values for Zn, Cd, Cu and Pb in the northeastern region, indicating that the mobility of these metals is low in this region, suggesting low availability, which is in good agreement with the results obtained by the S[SEM]/[AVS] model. These results indicate good possibilities of applying this model in metal contamination studies in estuarine ecosystems.

Em fevereiro de 2012 um incêndio atingiu a Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF), consumindo cerca de 70% das instalações, liberando diversos compostos para o meio ambiente. Desde então, processos de remoção de resíduos vêm sendo realizados. Com base no cenário de efeitos ambientais em um ambiente antártico, amostras de solo e sedimento foram coletadas em diferentes períodos pós-acidente a fim de se avaliar os efeitos do incêndio. As amostras foram tratadas através de digestão ácida e as concentrações parciais de metais e As foram quantificadas através de ICP-OES. O Fator de Enriquecimento foi utilizado para avaliação dos impactos causados no solo, enquanto que comparação com os valores estabelecidos pela legislação canadense (TEL e PEL) foi utilizada na avaliação do grau de contaminação do sedimento. Os resultados indicaram a introdução de Pb, Cu e Zn antropogênico em parte das amostras de solo coletadas ao redor da antiga estação antártica, cujos Fatores de Enriquecimento chegaram a, respectivamente, 208,9; 189,7 e 111,6; sendo estes presentes sob a forma de fragmentos metálicos. Também indicaram que os processos de remoção de resíduos podem ter sido tanto responsáveis pela redução nos teores de metais, como por ter reintroduzido estes elementos em outros pontos mobilizando-os durante a movimentação de resíduos. Além disso, não foram encontradas evidências de alterações significativas nos teores de Hg em solo e metais e As em sedimento marinho. / In February 2012, a fire at the Comandante Ferraz Antarctic Station (EACF) destroyed approximately 70% of the Brazilian research station. This event released many substances and residues to the region and, since then, operations for the removal of the fire wastes have been executed. Based on the scenario of environmental effects on an Antarctic environment, soil and sediment samples were collected in several different moments after the accident to study the impacts of the fire. The samples were treated through acid digestion and the partial levels of metals and As were quantified through ICP-OES. Enrichment factor was used to evaluate the impacts caused in soils, and comparisons with Canadian environmental quality guidelines (TEL and PEL) were used to assess the intensity of the sediment contamination. The results indicated the introduction of anthropogenic Cu, Pb and Zn in some of the collected soil samples around the former Antarctic station, with enrichment factors of 189.7, 208.9 and 111.6, respectively, elements those present in metallic fragments. Moreover, the analysis of the generated data showed that the procedures for wastes removal could have been responsible for the decrease in the elements\' content as well as the reintroduction of those elements due to the mobilization of the wastes in some of the sampled sites. Furthermore, there\'s no evidences of significate changes on Hg levels in soil or metal and As levels in marine sediment.

[pt] Neste trabalho, métodos analíticos foram desenvolvidos para a determinação de elementos terras raras (REE, do inglês Rare Earth Elements), por espectrometria de massa e espectrometria de emissão óptica com plasma indutivamente acoplado (ICP-MS e ICP OES) numa amostra de asfalto. Foram avaliados os resultados analíticos através da análise de um material de referência certificado de rocha (GSP-1) e através da comparação dos resultados obtidos pelas duas técnicas. Dois diferentes métodos de lixiviação ácida foram empregados para o tratamento da amostra de asfalto, com HNO3 ou H2SO4, de maneira a simular os efeitos intensificados da chuva ácida. Também foi avaliada a extração da amostra com solvente orgânico e posterior lixiviação ácida, para identificar a origem (orgânica ou inorgânica) dos REE na amostra do asfalto, concluindo que eles estão presentes apenas na fração inorgânica da amostra. Os limites de detecção variaram entre 0,002 e 0,010 microgramas L elevado a menos 1 para a lixiviação com HNO3 e entre 0,001 e 0,014 microgramas L elevado a menos 1 com H2SO4, por ICP-MS, e entre 0,05 e 2,5 micrograma L elevado a menos 1 com HNO3 e entre 0,06 e 3,1 micrograma L elevado a menos 1 com H2SO4, por ICP OES. As determinações foram feitas com curvas analíticas com padrões aquosos e Rh como padrão interno. Além disso, a interferência espectral do BaO sobre Eu foi reduzida, através da precipitacao do Ba como BaSO4 quando se usou ácido sulfúrico para a lixiviacao da amostra de asfalto, reduzindo cerca de 94 porcento a concentracao de Ba em relação àquela medida no lixiviado com HNO3. As concentrações de REE variaram de 0,47 a 65,6 microgramas g menos 1, sendo que os terras raras leves (LREE) representaram 83 porcento do total de REE no asfalto investigado. O Ce foi o mais abundante dos REE no lixiviado do asfalto, seguido por Nd e La. A ordem das concentrações médias de REE no asfalto foi, em ordem decrescente: Ce maior Nd maior La maior Pr maior Sm maior Eu maior Gd maior Dy maior Er maior Yb maior Ho maior Tm maior Lu. / [en] In this study, analytical methods were developed for the determination of Rare Earth Elements by inductively coupled plasma -mass and -optical emission spectrometries (ICP-MS and ICP OES), in an asphalt sample. The analytical results were evaluated through the analysis of a rock certified reference material (GSP-1) and through the comparison of the results with the two techniques. Two different methods of acid leaching were employed for the asphalt sample treatment, with HNO3 or H2SO4, in order to simulate intensified acid rain effects. Additionally, the extraction of the sample with organic solvent and subsequent acid leaching was also evaluated to identify the origin (organic or inorganic) of REE in asphalt sample, concluding that they are present in the sample inorganic fraction. The obtained limits of detection ranged from 0.002 to 0.010 microgam L to the power of minus 1 for the leaching with HNO3 and from 0.001 to 0.014 microgram L to the power of 1 with H2SO4, by ICP-MS, and from 0.05 to 2.5 microgram L to the power of minus 1 with HNO3 and from 0.06 to 3.1 microgram L to the power of minus 1 with H2SO4, by ICP OES. The determinations were made with analytical curves with aqueous standards and Rh as internal standard. Moreover, the spectral interference by BaO on Eu was reduced, through the precipitation of Ba as BaSO4 when sulfuric acid was used for the asphalt sample leaching, decreasing about 94 percent the Ba concentration in relation to that measured in the leachate with HNO3. The concentrations of REE in the asphalt sample ranged from 0.47 to 65.6 microgran g to the power of minus 1, being the light rare earth elements (LREE) accounted for 83 percent of total REE on the asphalt investigated. Cerium was the most abundant REE in the asphalt leached, followed by Nd and La. The order of average concentrations of REE in the asphalt was, in descending order: Ce > Nd > La > Pr > Sm > Eu > Gd > Dy > Er > Yb > Ho > Tm > Lu.

Physikalische und chemische Charakterisierung von Lithiumionenzellen

[pt] A distribuição de elementos de terras raras (REE) é representativa das rochas e solos que originalmente os contêm e é frequentemente usada como parâmetro geoquímico ou ambiental para identificação de fontes. Este trabalho propõe um novo método de preparo de amostras para a determinação de elementos de terras raras (REE) por espectrometria de massa de plasma acoplada indutivamente (ICPMS) em amostras ambientais com altas concentrações de Ba. O método consiste na diluição das amostras, obtidas após decomposição ácida em sistema aberto, com ácido sulfúrico 10 porcento (v/v) para a separação de Ba2positive como BaSO4. A remoção da interferência sobre os isótopos de Eu (151Eu and 153Eu) foi eficiente para concentrações de Ba superiores a 0,1 mg L-1. A exatidão e a precisão foram verificadas pela análise de tres materiais certificados, rocha basáltica (NIST 688), Geological Survey (Granite G-2) e sedimento marinho (MESS-3). A metodologia proposta foi aplicada ao pavimento asfáltico, à brita e ao material de referencia certificado. Adicionalmente, todas as amostras foram decompostas por fusão alcalina e as concentrações de elementos majoritários e Eu foram determinadas por espectrometria de emissão ótica de plasma acoplada indutivamente (ICP OES). Os resultados da Eu estavam de acordo com a metodologia proposta, e os limites de detecção (LOD) para REE variaram de 0,003 mg L-1 (Lu) a 0,010 mg L-1 (Gd). A distribuição de REE foi medida em sedimentos superficiais e amostras de testemunhos coletados na Baía de Sepetiba, entre junho e setembro de 2016. A faixa de concentração de SREE foi entre 25-496 mg kg-1. Esse monitoramento é importante para avaliar o impacto da urbanização e desenvolvimento rápido e não planejado de atividades antropogênicas, comuns em muitas áreas costeiras tropicais do Brasil. / [en] The distribution of rare earth elements (REE) is representative of the rocks and soils that originally contain them and it is often used as a geochemical or an environmental parameter for source identification. This thesis proposes a new method for the determination of rare earth elements (REE), by inductively coupled plasma mass spectrometry (ICP-MS), in challenging environmental samples with high Ba concentrations. The method consists in diluting the wet sample digests, obtained after acid decomposition in an open system, with 10 porcento (v/v) sulfuric acid for the separation of Ba2+ as BaSO4. The interference removal on both Eu isotopes (151Eu and 153Eu) was efficient for Ba concentrations higher than 0.1 mg L-1. Accuracy and precision were verified by analysis of two certified materials, NIST 688 Standard Reference Material of basalt rock, Geological Survey G-2 granite and marine sediment reference material (MESS-3) provided by the National Research Council in Canada (NRC) was used to evaluate the accuracy of the REE determination in marine sediments. The proposed methodology was applied to asphalt pavement and crushed stone. Additionally, for comparison, all samples were decomposed by fusion and major elements and Eu concentrations were determined by inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP OES). The Eu results were in agreement with the proposed methodology, and limits of detection (LOD) for REE varied from 0.003 mg L-1 (Lu) to 0.010 mg L-1 (Gd). The distribution of REE was also measured in surface sediments and sediment core collected in Sepetiba Bay, between June and September of 2016. The range of SREE concentrations was established between 25-496 mg kg-1. This monitoring is important to evaluate the impact of the fast and unplanned urbanization and development of anthropogenic activities, common to many tropical coastal areas in Brazil.

The work presented in this thesis has demonstrated that the use of elemental profiles for the quality control of herbal medicines can be applied to multiple stages of processing. A single method was developed for the elemental analysis of a variety of St John’s Wort (Hypericum perforatum) preparations using Inductively Coupled Plasma – Optical Emission Spectroscopy (ICP-OES). The optimised method consisted of using 5 ml of nitric acid and microwave digestion reaching temperatures of 185⁰C. Using NIST Polish tea (NIST INCT-TL- 1) the method was found to be accurate and the matrix effect from selected St John’s Wort (SJW) preparations was found to be ≤22%. The optimised method was then used to determine the elemental profiles for a larger number of SJW preparations (raw herbs=22, tablets=20 and capsules=12). Specifically, the method was used to determine the typical concentrations of 25 elements (Al, As, B, Ba, Be, Ca, Cd, Co, Cr, Cu, Fe, Hg, In, Mg, Mn, Mo, Ni, Pb, Pt, Sb, Se, Sr, V, Y and Zn) for each form of SJW which ranged from not detected to 200 mg/g. To further interpret the element profiles, Principal Component Analysis (PCA) was carried out. This showed that different forms of SJW could be differentiated based on their elemental profile and the SJW ingredient used (i.e. extract or raw herb) identified. The differences in the profiles were likely due to two factors: (1) the addition of bulking agents and (2) solvent extraction. In order to further understand how the elemental profile changes when producing the extract from the raw plant, eight SJW herb samples were extracted with four solvents (100% water, 60% ethanol, 80% ethanol and 100% ethanol) and analysed for their element content. The results showed that the transfer of elements from the raw herb to an extract was solvent and metal dependent. Generally the highest concentrations of an element were extracted with 100% water, which decreased as the concentration of ethanol increased. However, the transfer efficiency for the element Cu was highest with 60% ethanol. The solvents utilised in industry (60% and 80% ethanol) were found to preconcentrate some elements; Cu (+119%), Mg (+93%), Ni (+183%) and Zn (+12%) were found to preconcentrate in 60 %v/v ethanol extracts and Cu (+5%) and Ni (+30%). PCA of the elemental profiles of the four types of extract showed that differentiation was observed between the different solvents and as the ethanol concentration increased, the extracts became more standardised. Analysis of the bioactive compounds rutin, hyperoside, quercetin, hyperforin and adhyperforin followed by subsequent Correlation Analysis (CA) displayed relationships between the elemental profiles and the molecular profiles. For example strong correlations were seen between hyperoside and Cr as well as Quercetin and Fe. This shows potential for tuning elemental extractions for metal-bioactive compounds for increased bioactivity and bioavailability; however further work in needed in this area.