O Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz irrigado por alagamento do Brasil. Algumas lavouras cultivam o arroz irrigado há mais de 100 anos. Nos cultivos são utilizados insumos agrícolas, muitos dos quais apresentam elementos-traço em sua composição. Esta pesquisa teve por objetivo quantificar os teores de Cd, de Cr e de Pb em águas, solos e plantas de arroz irrigado, em diferentes cenários do Estado. No Estudo 1, quantificouse os teores desses elementos em 298 amostras de solos de lavouras irrigadas das Planícies Costeira Interna e Externa à Laguna dos Patos. No Estudo 2, foram quantificados os teores de Cd, Cr e Pb nas águas, nos solos e nas plantas de somente uma lavoura de arroz da Planície Costeira Interna. No Estudo 3, quantificou-se os elementos no arroz vendido nos estabelecimentos comerciais do RS. No Estudo 4, em casa-de-vegetação, foram adicionadas ao solo doses crescentes de Cd, Cr e Pb para avaliar a biodisponibilidade destes elementos em três variedades de arroz (IRGA-417, IRGA-424; Arize QM1010). As extrações dos elementos das amostras foram feitas pelo método USEPA 3050B. No Estudo 1, para as quantificações dos elementos, foi utilizado espectrofotômetro de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (FAAS). Nos estudos 2, 3 e 4, a quantificação foi feita por ICPOES. Nos estudos 1, 2 e 3, os elementos quantificados em solos, águas, plantas de lavouras e em amostras de grãos vendidos em estabelecimentos comerciais estavam dentro dos limites permitidos pela legislação, com exceção aos teores de Cd nas águas da lavoura de Cachoeirinha-RS. No Estudo 4, com o aumento das doses de Cd, Cr e PB aplicados ao solo, houve incremento desses elementos nos tecidos das plantas de arroz, ocorrendo maior acúmulo nas raízes. A variedade Arize QM1010 foi a espécie que menos acumulou estes elementos em seus tecidos. / The Rio Grande do Sul state is the largest producer of flooding rice in Brazil. In some fields flooded rice is cultivated for more than 100. In rice production are being utilized various inputs, many of which have trace elements in its composition. This study aimed to quantify the levels of Cd, Cr and Pb in water, soil and rice plants under different scenarios of the state. In Study 1 was determined the levels of these elements in 298 samples of soils, rice crops in Inner and Outer Coastal Plains to the Laguna dos Patos. In Study 2, was quantified the levels of Cd, Cr and Pb in waters, soils and plants of only one rice crop of the Inner Coastal Plain. In Study 3, we determined these elements in rice grains sold in markets retailers in RS In Study 4, in green-house experiment, were added to the soil increasing concentration of Cd, Cr and Pb to evaluate the bioavailability of these elements in three rice varieties (-IRGA 417, IRGA-424; Arize QM1010). The extractions of the elements of the samples were made by USEPA Method 3050B. In Study 1, for quantification of elements was used atomic absorption spectroscopy with electrothermal atomization in graphite furnace (FAAS). In study 2, 3 and 4, the quantification was done by ICP-OES. n studies 1, 2 and 3, the elements in soils, waters, plants and in samples of grains rice sold in markets retailers were within the limits allowed by law, except for Cd levels in the waters of a rice crop at Cachoeirinha-RS. In Study 4, with increasing doses of Cd, Cr and CP applied to the soil, there was an increase of these elements in the tissues of rice plants, occurring higher accumulation in roots. The variety Arize QM1010 was the species that less accumulated these elements in their tissues.

O Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz irrigado por alagamento do Brasil. Algumas lavouras cultivam o arroz irrigado há mais de 100 anos. Nos cultivos são utilizados insumos agrícolas, muitos dos quais apresentam elementos-traço em sua composição. Esta pesquisa teve por objetivo quantificar os teores de Cd, de Cr e de Pb em águas, solos e plantas de arroz irrigado, em diferentes cenários do Estado. No Estudo 1, quantificouse os teores desses elementos em 298 amostras de solos de lavouras irrigadas das Planícies Costeira Interna e Externa à Laguna dos Patos. No Estudo 2, foram quantificados os teores de Cd, Cr e Pb nas águas, nos solos e nas plantas de somente uma lavoura de arroz da Planície Costeira Interna. No Estudo 3, quantificou-se os elementos no arroz vendido nos estabelecimentos comerciais do RS. No Estudo 4, em casa-de-vegetação, foram adicionadas ao solo doses crescentes de Cd, Cr e Pb para avaliar a biodisponibilidade destes elementos em três variedades de arroz (IRGA-417, IRGA-424; Arize QM1010). As extrações dos elementos das amostras foram feitas pelo método USEPA 3050B. No Estudo 1, para as quantificações dos elementos, foi utilizado espectrofotômetro de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (FAAS). Nos estudos 2, 3 e 4, a quantificação foi feita por ICPOES. Nos estudos 1, 2 e 3, os elementos quantificados em solos, águas, plantas de lavouras e em amostras de grãos vendidos em estabelecimentos comerciais estavam dentro dos limites permitidos pela legislação, com exceção aos teores de Cd nas águas da lavoura de Cachoeirinha-RS. No Estudo 4, com o aumento das doses de Cd, Cr e PB aplicados ao solo, houve incremento desses elementos nos tecidos das plantas de arroz, ocorrendo maior acúmulo nas raízes. A variedade Arize QM1010 foi a espécie que menos acumulou estes elementos em seus tecidos. / The Rio Grande do Sul state is the largest producer of flooding rice in Brazil. In some fields flooded rice is cultivated for more than 100. In rice production are being utilized various inputs, many of which have trace elements in its composition. This study aimed to quantify the levels of Cd, Cr and Pb in water, soil and rice plants under different scenarios of the state. In Study 1 was determined the levels of these elements in 298 samples of soils, rice crops in Inner and Outer Coastal Plains to the Laguna dos Patos. In Study 2, was quantified the levels of Cd, Cr and Pb in waters, soils and plants of only one rice crop of the Inner Coastal Plain. In Study 3, we determined these elements in rice grains sold in markets retailers in RS In Study 4, in green-house experiment, were added to the soil increasing concentration of Cd, Cr and Pb to evaluate the bioavailability of these elements in three rice varieties (-IRGA 417, IRGA-424; Arize QM1010). The extractions of the elements of the samples were made by USEPA Method 3050B. In Study 1, for quantification of elements was used atomic absorption spectroscopy with electrothermal atomization in graphite furnace (FAAS). In study 2, 3 and 4, the quantification was done by ICP-OES. n studies 1, 2 and 3, the elements in soils, waters, plants and in samples of grains rice sold in markets retailers were within the limits allowed by law, except for Cd levels in the waters of a rice crop at Cachoeirinha-RS. In Study 4, with increasing doses of Cd, Cr and CP applied to the soil, there was an increase of these elements in the tissues of rice plants, occurring higher accumulation in roots. The variety Arize QM1010 was the species that less accumulated these elements in their tissues.

O Rio Grande do Sul é o maior produtor nacional de arroz irrigado por alagamento do Brasil. Algumas lavouras cultivam o arroz irrigado há mais de 100 anos. Nos cultivos são utilizados insumos agrícolas, muitos dos quais apresentam elementos-traço em sua composição. Esta pesquisa teve por objetivo quantificar os teores de Cd, de Cr e de Pb em águas, solos e plantas de arroz irrigado, em diferentes cenários do Estado. No Estudo 1, quantificouse os teores desses elementos em 298 amostras de solos de lavouras irrigadas das Planícies Costeira Interna e Externa à Laguna dos Patos. No Estudo 2, foram quantificados os teores de Cd, Cr e Pb nas águas, nos solos e nas plantas de somente uma lavoura de arroz da Planície Costeira Interna. No Estudo 3, quantificou-se os elementos no arroz vendido nos estabelecimentos comerciais do RS. No Estudo 4, em casa-de-vegetação, foram adicionadas ao solo doses crescentes de Cd, Cr e Pb para avaliar a biodisponibilidade destes elementos em três variedades de arroz (IRGA-417, IRGA-424; Arize QM1010). As extrações dos elementos das amostras foram feitas pelo método USEPA 3050B. No Estudo 1, para as quantificações dos elementos, foi utilizado espectrofotômetro de absorção atômica com atomização eletrotérmica em forno de grafite (FAAS). Nos estudos 2, 3 e 4, a quantificação foi feita por ICPOES. Nos estudos 1, 2 e 3, os elementos quantificados em solos, águas, plantas de lavouras e em amostras de grãos vendidos em estabelecimentos comerciais estavam dentro dos limites permitidos pela legislação, com exceção aos teores de Cd nas águas da lavoura de Cachoeirinha-RS. No Estudo 4, com o aumento das doses de Cd, Cr e PB aplicados ao solo, houve incremento desses elementos nos tecidos das plantas de arroz, ocorrendo maior acúmulo nas raízes. A variedade Arize QM1010 foi a espécie que menos acumulou estes elementos em seus tecidos. / The Rio Grande do Sul state is the largest producer of flooding rice in Brazil. In some fields flooded rice is cultivated for more than 100. In rice production are being utilized various inputs, many of which have trace elements in its composition. This study aimed to quantify the levels of Cd, Cr and Pb in water, soil and rice plants under different scenarios of the state. In Study 1 was determined the levels of these elements in 298 samples of soils, rice crops in Inner and Outer Coastal Plains to the Laguna dos Patos. In Study 2, was quantified the levels of Cd, Cr and Pb in waters, soils and plants of only one rice crop of the Inner Coastal Plain. In Study 3, we determined these elements in rice grains sold in markets retailers in RS In Study 4, in green-house experiment, were added to the soil increasing concentration of Cd, Cr and Pb to evaluate the bioavailability of these elements in three rice varieties (-IRGA 417, IRGA-424; Arize QM1010). The extractions of the elements of the samples were made by USEPA Method 3050B. In Study 1, for quantification of elements was used atomic absorption spectroscopy with electrothermal atomization in graphite furnace (FAAS). In study 2, 3 and 4, the quantification was done by ICP-OES. n studies 1, 2 and 3, the elements in soils, waters, plants and in samples of grains rice sold in markets retailers were within the limits allowed by law, except for Cd levels in the waters of a rice crop at Cachoeirinha-RS. In Study 4, with increasing doses of Cd, Cr and CP applied to the soil, there was an increase of these elements in the tissues of rice plants, occurring higher accumulation in roots. The variety Arize QM1010 was the species that less accumulated these elements in their tissues.

ROCHA, G. S. Aplicação da teoria dos números fuzzys nos modelos de transporte de poluentes para avaliar sua capacidade de previsão do risco de contaminação em rios naturais. 2007. 111 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by João silva (jpauloqxb@gmail.com) on 2016-05-11T17:58:33Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_gsrocha.pdf: 986052 bytes, checksum: 6697542b09db76ef132777a8f38bb5e2 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-05-13T14:19:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_gsrocha.pdf: 986052 bytes, checksum: 6697542b09db76ef132777a8f38bb5e2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-13T14:19:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_gsrocha.pdf: 986052 bytes, checksum: 6697542b09db76ef132777a8f38bb5e2 (MD5) Previous issue date: 2007-01-29 / The study of the water quality in bodies of water, through mathematical modeling has become an important way in the control and conservation of the water resources systems. In the present days, with the significant progress in the computational area, with high-speed computers, it has been possible to represent any physical process, through a mathematical model, with a larger complexity level. In this sense, the transport processes of pollutant, in rivers, estuaries or reservoirs, have been represented in a more realistic way, with the mathematical formulations. On the other hand, the great part of the available mathematical models, in the literature, gives a deterministic treatment to the studies of physical processes. In this case, any study that needs to evaluate uncertainty or engineering risk, it will not get to reach their objectives, without a stochastic treatment in their mathematics formulations. This work studies applications of the Fuzzy Theory in the transport models of pollutant to study the behavior of the concentrations of pollutant in natural rivers, through membership functions. The study develops a methodology, with base in the models of transport fuzzy and it applies this methodology in some rivers with available data. Finally, the study evaluates the capacity of this theory to predict and to calculate fields of risk fuzzy in these bodies of water, showing, like this, its behavior, in the time and along the river. The results show that the fuzzy models, applied to the pollutant transport processes, can be an alternative in the determination of the risk of degradation of any water system. / O estudo da qualidade de água em corpos hídricos, através de modelagem matemática, tem se tornado um importante caminho no controle e conservação dos recursos hídricos. Nos dias presentes, com o significativo avanço na área computacional, com computadores de alta velocidade, tem sido possível representar um processo físico qualquer, através de um modelo matemático com um maior nível de complexidade. Neste sentido, os processos de transporte de poluentes, em rios, estuários ou reservatórios têm sido representados de forma mais realista, com a ajuda de formulações matemáticas. Por outro lado, a grande parte dos modelos matemáticos disponíveis na literatura, dá um tratamento determinístico aos estudos de processos físicos. Neste caso, qualquer estudo que necessite de avaliar incerteza ou risco em engenharia, não conseguirá atingir seus objetivos sem um tratamento estocástico em suas formulações matemática. Este trabalho estuda a aplicação da Teoria Fuzzy nos modelos de transporte de poluente para estudar o comportamento das concentrações de poluentes em rios naturais, através de funções de pertinências. O estudo desenvolve uma metodologia, com base nos modelos de transporte fuzzy, e aplica esta metodologia em alguns rios com dados disponíveis na literatura. Finalmente, o estudo avalia a capacidade desta teoria predizer e avaliar campos de risco fuzzy nestes corpos d’água, mostrando, assim, seu comportamento, no tempo e ao longo do trecho do rio estudado. Os resultados mostram que os modelos fuzzys, aplicados aos processos de transporte de poluentes, podem ser uma boa alternativa na determinação do risco de degradação de um sistema hídrico qualquer.

Devido à necessidade de se conhecer os impactos que as diversas atividades antropogênicas exercem sobre os ecossistemas torna-se relevante o estudo dos organismos aquáticos perante os resíduos tóxicos resultantes, com o objetivo de facilitar a identificação de áreas poluiídas ou contaminadas e estudos de meios atingidos por estes agentes poluentes. Estudo da microalga em contato com o fenol em concentrações conhecidas, compreende a determinação dos efeitos tóxicos e geração de metabólitos, caracterizando uma possível utilização deste microorganismo como bioindicador para contaminações do poluente. Determinou-se as concentrações de fenol capazes de em 24 horas inibirem o crescimento das células de L. polyedrum em 20 e 50% (IC 20 e IC 50) respectivamente 40 µmol.L-1 e 120 µmol.L-1. Identificou-se a necessidade de padronização das variáveis na execução dos ensaios dose-resposta com algas, permitindo construir protocolos que auxiliariam a obtenção de legislações que assegurem os limites de compostos tóxicos aos organismos costeiros. Calculou-se que a microalga L. polyedrum possui uma taxa de biodegradação do fenol por célula na média de aproximadamente (0,02 µmol.h-1.cel-1), capaz de biotransformar 120 µmol.L-1 de fenol em um período de 16 horas. Vias de biotransformação do fenol na microalga L.polyedrum se dão pela conjugação com a glutationa, catalisada por glutationa S-transferase e pela via metabólica de fenol hidroxilase e catecol 2,3-dihidroxigenase. Identificou-se a geração do ácido 2-hidroximucônico semialdeído, 1,2-dihidroxibenzeno (Catecol) e ácido 2-oxo 4-pentenóico como metabólitos resultantes da exposição de L. polyedrum ao fenol. O composto orgânico fenol é capaz de induzir um estado de aumento na atividade antioxidante da microalga L. polyedrum, sendo as enzimas superóxido dismutase e catalase os melhores biomarcadores, por terem sua expressão até três vezes maior no grupo exposto. Determinou-se que a razão GSH/GSSG no grupo tratado com fenol é menor, devido ao aumento de 20 ng.mL-1 de GSSG, expressando o efeito oxidativo no sistema glutationa, que em condições normais possui os níveis de GSSG muito abaixo dos de GSH. A avaliação fotossintética sugeriu que o fenol interferiu relativamente na fotossíntese da microalga em um curto intervalo de tempo, demonstrando a promissora sensibilidade a este poluente presente no ambiente marinho. / Due necessity of knowing and understand the impacts of diverse anthropogenic activities exerted above ecosystems became relevant the study of aquatic organisms exposed to toxic waste, this can facilitate the identification of polluted or contaminated areas. Study of microalgae in contact with phenol at known concentrations, comprehended a determination of the toxic effects and generation metabolites of characterizing the possible use of the organism as a bioindicator to contamination of the pollutant. In this work it was determined in 24 hours those inhibitor phenol concentrations of cell growth of L.polyedrum on 20% and 50% (IC 20 and IC 50) respectively 40 µmol.L-1 and 120 µmol.L-1. Acknowledged need for standardization of variables in the implementation of dose-response tests with algae, allowing you to build protocols that would help to obtain laws that ensure the limits of toxic compounds to coastal organisms. It was assumed that the L. polyedrum microalgae has a biodegradation rate of phenol per cell on average of about (0,02 µmol.h-1.cel-1), capable of biotransformation 120 µmol.L-1 of phenol in a period of 16 hours. Biotransformation pathways of phenol in the microalgae L. polyedrum occur by conjugation with glutathione, catalyzed by glutathione S-transferase and the metabolic pathway of phenol hydroxylase and catechol 2,3-dihydroxygenase. We identified 2- hydroxy muconic semialdehyde acid, 1,2-dihydroxybenzene (catechol) and 2-oxo-4-pentenoic acid as metabolites resulting from exposure to phenol. The phenol is able to induce a high active antioxidant enzymes on L. polyhedron, and the enzymes superoxide dismutase and catalase the best biomarkers since were induced three times more in the exposed group. It was determined that the GSH / GSSG ratio in the group treated with phenol, GSSG has an increase of 20 ng.mL-1. Evaluation suggested that the phenol interfered on photosynthesis of microalgae in a short time, showing promising sensitivity to this pollutant in the marine environment.

Made available in DSpace on 2017-07-24T19:38:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vanessa Leifeld.pdf: 1617841 bytes, checksum: eaae3b7aef3fac2ed270a2b426e2b844 (MD5) Previous issue date: 2014-02-27 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Whey is the precipitation (acid or enzymatic) remaining liquid by removal of casein and milk fat during cheese making, considered a byproduct of dairy products, due to its composition of lactose, protein and fat. From 100 kg of milk used as original material for cheeses, are generated 80-90 kg of whey. Conventional wastewater treatments are not sufficient to reduce their pollution potential, and is relevant research of alternative methods to reduce the organic load of waste. Therefore, this study consisted by application of techniques of protein precipitation aiming to reduce the contaminating potential of whey. At first, different types of cheese whey were analyzed for pH, titratable acidity, total solids, moisture, ash, density, relative viscosity, fat and lactose. Colonial Fresh, Reblochon, Plate and Minas Frescal cheese whey were evaluated, compared with literature data and it was observed that samples did not differ from reported values for these parameters. Environmental assessments were also performed on samples in terms of COD, BOD, total nitrogen, total phosphorus and toxic metal species (Cd and Pb). COD, BOD, nitrogen and Pb were much higher when compared with other milk serum, confirming that variation in the quality of the raw material (milk) and type of cheese produced interfere with the pollution potential of waste. Whey showed to be a complex sample; when assessing their protein content, several of its components have led to interference in traditional dosing methods such as Biuret, Bradford and Lowry. Knowing the average protein concentration of samples, we opted for whey sample from Reblochon cheese pasteurized (higher protein, about 4 mg mL-1) for test protein separation by coacervation with CMC, ATPS system (PEG + (NH4)2SO4), acetone precipitation (9:1), 10% TCA and ammonium sulphate (saturation 10, 15, 20 and 30%). The efficiency of precipitation was monitored in terms of concentration and/or separation of proteins, decreased pollution potential (estimated by COD) and its effect on lactose. There was a proportional relationship of COD and lactose only for treatments with CMC and PEG. Precipitation with acetone and TCA were not good treatments because they showed denaturing effect on whey proteins, provinding no operational or economic advantages when it assumes large-scale application. Treatment with CMC and (NH4)2SO4 achieved better results, both in the ability to selectively precipitate whey protein fractions such as the COD decreased of effluent. Therefore, coacervation and precipitation by saturation with (NH4)2SO4 applies to processing of whey when there is an interest in enhancing the residue (by reusing obtained protein fractions), with concomitant reduction potential contaminant. / Soro de leite é o líquido remanescente da precipitação (ácida ou enzimática), remoção da caseína e gordura do leite durante a fabricação de queijos, considerado um subproduto dos laticínios, devido sua composição em lactose, proteínas e gordura. Estima-se que de 100 kg de leite originais utilizados como matéria-prima para os queijos, são gerados 80-90 kg de soro. Tratamentos convencionais de efluentes não são suficientes para diminuir seu potencial poluidor, sendo pertinente a investigação de métodos alternativos para redução da carga orgânica do rejeito. Portanto, este trabalho consistiu da aplicação de técnicas de precipitação de proteínas visando a diminuição do potencial contaminante do soro de leite. Inicialmente, diferentes tipos de soro de queijo foram caracterizados quanto a pH, acidez titulável, sólidos totais, umidade, cinzas, densidade, viscosidade relativa, gordura e lactose. Soros de queijo Colonial Fresco, Reblochon, Prato e Minas Frescal foram avaliados e, comparando-se com dados da literatura, observou-se que as amostras não diferiram dos valores relatados para estes parâmetros. Avaliações ambientais também foram realizadas nas amostras, em termos de DQO, DBO, nitrogênio total, fósforo total e espécies metálicas tóxicas (Pb e Cd). DQO, DBO, nitrogênio e Pb foram muito superiores quando comparados com outros soros de leite, corroborando que a variação da qualidade da matéria prima (o leite) e o tipo de queijo produzido interferem no potencial poluente do rejeito. O soro de leite demonstrou ser uma amostra complexa pois, ao avaliar-se seu teor de proteínas, vários dos seus componentes levaram a interferência em métodos tradicionais de dosagem, como Biureto, Lowry e Bradford. Conhecendo-se a concentração média de proteínas das amostras, optou-se pela amostra de soro de queijo Reblochon pasteurizado (maior teor proteico, cerca de 4 mg mL-1) para realização de ensaios de separação de proteínas por coacervação com CMC, sistema ATPS (PEG + (NH4)2SO4), precipitação com acetona (9:1), TCA 10% e sulfato de amônio (saturações de 10, 15, 20 e 30%). Acompanhou-se a eficiência das precipitações em termos de concentração e/ou separação das proteínas, diminuição do potencial poluente (estimada pela DQO) e seu efeito sobre a lactose. Houve relação de proporcionalidade de DQO e lactose apenas para os tratamentos com CMC e PEG. Precipitações com acetona e TCA não foram bons tratamentos, pois apresentaram efeito desnaturante sobre as proteínas do soro, não oferecendo vantagens operacionais ou econômicas quando se supõe aplicação em larga escala. Os tratamentos com CMC e (NH4)2SO4 atingiram os melhores resultados, tanto na capacidade de seletivamente precipitar as diferentes frações proteicas do soro, como diminuíram a DQO do efluente. Portanto, a coacervação e a precipitação por saturação com (NH4)2SO4 são aplicáveis ao tratamento do soro de leite quando há interesse em valorizar o resíduo (pela reutilização das frações proteicas obtidas), com a redução concomitante do potencial contaminante.

Devido à necessidade de se conhecer os impactos que as diversas atividades antropogênicas exercem sobre os ecossistemas torna-se relevante o estudo dos organismos aquáticos perante os resíduos tóxicos resultantes, com o objetivo de facilitar a identificação de áreas poluiídas ou contaminadas e estudos de meios atingidos por estes agentes poluentes. Estudo da microalga em contato com o fenol em concentrações conhecidas, compreende a determinação dos efeitos tóxicos e geração de metabólitos, caracterizando uma possível utilização deste microorganismo como bioindicador para contaminações do poluente. Determinou-se as concentrações de fenol capazes de em 24 horas inibirem o crescimento das células de L. polyedrum em 20 e 50% (IC 20 e IC 50) respectivamente 40 µmol.L-1 e 120 µmol.L-1. Identificou-se a necessidade de padronização das variáveis na execução dos ensaios dose-resposta com algas, permitindo construir protocolos que auxiliariam a obtenção de legislações que assegurem os limites de compostos tóxicos aos organismos costeiros. Calculou-se que a microalga L. polyedrum possui uma taxa de biodegradação do fenol por célula na média de aproximadamente (0,02 µmol.h-1.cel-1), capaz de biotransformar 120 µmol.L-1 de fenol em um período de 16 horas. Vias de biotransformação do fenol na microalga L.polyedrum se dão pela conjugação com a glutationa, catalisada por glutationa S-transferase e pela via metabólica de fenol hidroxilase e catecol 2,3-dihidroxigenase. Identificou-se a geração do ácido 2-hidroximucônico semialdeído, 1,2-dihidroxibenzeno (Catecol) e ácido 2-oxo 4-pentenóico como metabólitos resultantes da exposição de L. polyedrum ao fenol. O composto orgânico fenol é capaz de induzir um estado de aumento na atividade antioxidante da microalga L. polyedrum, sendo as enzimas superóxido dismutase e catalase os melhores biomarcadores, por terem sua expressão até três vezes maior no grupo exposto. Determinou-se que a razão GSH/GSSG no grupo tratado com fenol é menor, devido ao aumento de 20 ng.mL-1 de GSSG, expressando o efeito oxidativo no sistema glutationa, que em condições normais possui os níveis de GSSG muito abaixo dos de GSH. A avaliação fotossintética sugeriu que o fenol interferiu relativamente na fotossíntese da microalga em um curto intervalo de tempo, demonstrando a promissora sensibilidade a este poluente presente no ambiente marinho. / Due necessity of knowing and understand the impacts of diverse anthropogenic activities exerted above ecosystems became relevant the study of aquatic organisms exposed to toxic waste, this can facilitate the identification of polluted or contaminated areas. Study of microalgae in contact with phenol at known concentrations, comprehended a determination of the toxic effects and generation metabolites of characterizing the possible use of the organism as a bioindicator to contamination of the pollutant. In this work it was determined in 24 hours those inhibitor phenol concentrations of cell growth of L.polyedrum on 20% and 50% (IC 20 and IC 50) respectively 40 µmol.L-1 and 120 µmol.L-1. Acknowledged need for standardization of variables in the implementation of dose-response tests with algae, allowing you to build protocols that would help to obtain laws that ensure the limits of toxic compounds to coastal organisms. It was assumed that the L. polyedrum microalgae has a biodegradation rate of phenol per cell on average of about (0,02 µmol.h-1.cel-1), capable of biotransformation 120 µmol.L-1 of phenol in a period of 16 hours. Biotransformation pathways of phenol in the microalgae L. polyedrum occur by conjugation with glutathione, catalyzed by glutathione S-transferase and the metabolic pathway of phenol hydroxylase and catechol 2,3-dihydroxygenase. We identified 2- hydroxy muconic semialdehyde acid, 1,2-dihydroxybenzene (catechol) and 2-oxo-4-pentenoic acid as metabolites resulting from exposure to phenol. The phenol is able to induce a high active antioxidant enzymes on L. polyhedron, and the enzymes superoxide dismutase and catalase the best biomarkers since were induced three times more in the exposed group. It was determined that the GSH / GSSG ratio in the group treated with phenol, GSSG has an increase of 20 ng.mL-1. Evaluation suggested that the phenol interfered on photosynthesis of microalgae in a short time, showing promising sensitivity to this pollutant in the marine environment.

A exposição de camundongos neonatos ao poluente 1,2-naftoquinona (1,2-NQ) induziu maior suscetibilidade dos machos jovens (mas não fêmeas) à asma. O objetivo deste estudo foi investigar o impacto da 1,2-NQ no pulmão de camundongos jovens machos e fêmeas e averiguar as associações entre os receptores de potencial transitório TRPA1 e a 1,2-NQ. Camundongos machos e fêmeas C57Bl/6 (2-5 g) foram expostos a 1,2-NQ (100 nM). Maior atividade da catalase e expressão (RNAm) do Nrf2 foi observado no pulmão das fêmeas 24 h após a exposição da 1,2-NQ. O estímulo alérgico na puberdade aumentou a atividade da glutationa peroxidase, redutase e S-transferase nas fêmeas que, diferentemente dos machos, não exibiram exacerbação da asma, mas mostraram maior nitração e carbonilação proteica, expressão da eNOS e TRPA1. O antagonismo dos TRPA1 reduziu a eosinofilia pulmonar nos machos e inibiu a [Ca2+]i em cultura de neurônios frente a 1,2-NQ. A ausência susceptibilidade em fêmeas se deve a maior defesa antioxidante e a maturidade pulmonar destas. / The mice exposure to 1,2-naphthoquinone (1,2-NQ), during postnatal period induced increased susceptibility of males (but not females) to asthma. The aim of this study was to investigate the intensity of lung damage to impact of 1,2-NQ on young mice of both sexes, and to investigate the associations between TRPA1 and 1,2-NQ. Male and female C57Bl/6 mice (2-5g) were exposed to 1,2-NQ (100 nM). After 24 h postnatal exposure to 1,2-NQ, only female lungs showed increased catalase activity and Nrf2 mRNA expression. The allergic stimuli at puberty led to increased glutathione peroxidase, reductase and S-transferase activities only in female lung, which, unlike male, did not exhibit exacerbation of asma, but showed increased pulmonary nitration and protein carbonylation, and increased mRNA expression of eNOS and TRPA1. The TRPA1 antagonist reduced eosinophilia in male lung and inhibited the increased [Ca2+]i in dorsal root ganglion neurons culture to 1,2-NQ. The lack of susceptibility in female might be linked to increased antioxidant defenses and the pulmonary maturity.

Foi explorado o desenvolvimento de fotocatalisadores híbridos ZnO/Xerogel de carbono, visando aumentar a eficiência quântica do processo de degradação de poluentes orgânicos persistentes. Especificamente, foi estudada a preparação do híbrido ZnO-xerogel de carbono, sendo esta, a maior inovação tecnológica deste projeto, considerando que o efeito catalítico deste híbrido não foi estudado na literatura. O uso do xerogel de carbono na preparação do semicondutor-material carbonoso é justificado pela excelente condutividade elétrica, elevada área superficial e porosidade, além de sua estrutura porosa ser facilmente manipulada por modificações nos parâmetros de síntese. A escolha do tanino como precursor do xerogel visa à diminuição de custos e impactos ambientais, além de acrescentar valor à inovação tecnológica proposta. A influência do pH e rota de síntese foram avaliados, assim como a influência da temperatura de calcinação nas propriedades dos materiais. A espectroscopia por refletância difusa foi a técnica empregada para determinação da energia de gap das amostras. A morfologia, a análise elementar, a estrutura cristalina dos materiais, a estrutura química e a constituição dos materiais foram determinadas por microscopia eletrônica de varredura, espectrometria de energia dispersiva, difratometria de raios X, infravermelho e espectroscopia Raman, respectivamente. O balanço de cargas na superfície do material foi analisado pela metodologia do ponto de carga zero (PZC). A ação fotocatalítica do material foi avaliada através da decomposição de 4-clorofenol e bisfenol A, determinada através da espectroscopia no UV-Visível. Todos os materiais apresentam a estrutura cristalina hexagonal do óxido de zinco (wurtzita). Os materiais sem tanino em sua composição também apresentam a fase de hidroxicloreto de zinco mono-hidratado. Os difratogramas de raios-X e valores de bandgap obtidos confirmam a incorporação do carbono na estrutura cristalina do óxido de zinco. Os materiais produzidos via rota alcoólica apresentam menores valores de tamanho de cristalito e partícula, assim como um maior teor de grafite em sua composição e maior área superficial, enquanto que os materiais produzidos em solução aquosa apresentam menores valores de energia de gap. Todos os materiais apresentaram atividade fotocatalítica quando submetidos à radiação solar e visível, sendo que os materiais com proporções intermediárias entre xerogel de carbono e óxido de zinco se mostraram superiores para o processo de fotodegradação. Os materiais produzidos via alcoólica são superiores aos produzidos em solução aquosa, no que tange o processo de fotocatálise. Os valores máximos encontrados para a degradação de 4-clorofenol e bisfenol A foram de 88% e 78%, respectivamente, obtidos pelo material XZnC 3.0 (EtOH). A temperatura de calcinação e quantidade de hidróxido de potássio utilizados na síntese influenciam significativamente as propriedades dos materiais, de modo que as condições ótimas para a síntese dos materiais foram de calcinação em 300oC e 8 g de hidróxido de potássio utilizadas na síntese. O mecanismo de fotocatálise é fortemente influenciado pela geração de radicais hidroxilas e os materiais apresentam estabilidade para reciclo em processos industriais. / The development of ZnO/Carbon xerogel hybrid photocatalysts was studied, in order to increase the quantum efficiency of the degradation process of persistent organic pollutants. Specifically, the preparation of the ZnO-carbon xerogel hybrid was studied, being this the most significant technological innovation of this project, considering that the catalytic effect of this hybrid was not studied in the literature. The use of carbon xerogel in the preparation of the semiconductor-carbonaceous material is justified by its excellent electrical conductivity, high surface area and porosity, the latter being easily manipulated by modifications in the synthesis parameters. The choice of tannin as the precursor of the xerogel aims at reducing costs and environmental impacts, adding value to the proposed technological innovation. The influence of the pH and route of synthesis were evaluated, as well as the influence of the calcination temperature on the properties of the materials. Diffuse reflectance spectroscopy was the technique used to determine the gap energy of the samples. The morphology, elemental analysis, crystalline and chemical structure of the materials were determined by scanning electron microscopy, dispersive energy spectrometry, X-ray diffractometry, infrared and Raman spectroscopy, respectively. The charge balance on the material surface was analyzed by the point of zero charge methodology (PZC). The photocatalytic action of the material was evaluated by the decomposition of 4-chlorophenol and bisphenol A, determined by UV-Visible spectroscopy. All materials have the hexagonal crystalline structure of zinc oxide (wurtzite). The materials without tannin in their composition also present the zinc hydroxychloride monohydrate phase. The X-ray diffractograms and bandgap values obtained confirm the incorporation of the carbon in the crystalline structure of the zinc oxide. The materials produced via the alcohol route have lower values of crystallite and particle size, as well as a higher content of graphite in their composition and larger surface area, while the materials produced in aqueous solution have lower values of gap energy. All the materials presented photocatalytic activity when subjected to visible and solar radiation, and the materials with intermediate proportions between carbon xerogel and zinc oxide were superior for the photodegradation process. The materials produced via alcohol route are superior to those produced in aqueous solution, as far as the photocatalysis process is concerned. The maximum values found for the degradation of 4-chlorophenol and bisphenol A were 88% and 78%, respectively, obtained by the material XZnC 3.0 (EtOH). The calcination temperature and amount of potassium hydroxide used in the synthesis significantly influence the properties of the materials, so that the optimum conditions for the synthesis of the materials were calcination at 300 °C and 8 g of potassium hydroxide used in the synthesis. The mechanism of photocatalysis is strongly influenced by the generation of hydroxyl radicals and the materials present stability for recycling in industrial processes.

[pt] A perspectiva a curto prazo de uma legislação nacional limitando o nível máximo de emissões de poluentes em motores de combustão interna tem despertado interesse em pesquisas visando o controle das emissões sem prejuízo ao desempenho do motor. No presente trabalho foram pesquisadas as influências de parâmetros tais como avanço da ignição razão ar-combustível, preparação da mistura e taxa de compressão no desempenho e nas emissões em um motor tipo CFR utilizando etanol hidratado. Foi utilizado um condensador na linha de amostragem com a finalidade de quantificar separadamente os hidrocarbonetos e o álcool não queimado que são medidos em conjunto nos detetores convencionais. Foram realizados também estudos preliminares para a otimização das condições de saída dos gases para a utilização de catalisadores no controle das emissões. / [en] The perspective of changing shortly the national policy on emissions from internal combustion engines has lead to research aiming to control emissions without decreasing engine performance. In this research, the influence of several parameters on engine performance was analysed: firing angle, airfuel ratio, mixture preparation and compression ratio 5. A one cylinder CFR engine was used burning hidrated ethanol as fuel. Hydrocarbons and unburned alcohol were :measured separately by introducing into the sampling line a water condenser, and using conventional measuring instruments. Several measurements were carried out to optimize the exaust condition of gases (basically temperature) and using a catalyst to reduce emissions. Finally the measured emissions are shown as a function of several pamaters.