Master of Science / Department of Mechanical and Nuclear Engineering / Steven J. Eckels / NanoActiveTM metal oxide particles have the ability to destructively adsorb organophosphorus compounds and chlorocarbons. These nanomaterials with unique surface morphologies are subjected to separate, low concentrations of gaseous ammonia in air. NanoActiveTM materials based on magnesium oxide have large specific surface areas and defective sites that enhance surface reactivity and consequently improved adsorptivity. In gas contaminant removal by adsorption, presence of vast specific surface area is essential for effective gas-solid interaction to take place. This is also the case in many industrial and chemical applications such as purification of gases, separation and recovery of gases, catalysis etc,. Typically carbonaceous compounds are utilized and engineered in toxic gas control systems. The purpose of this study was to compare NanoActiveTM materials with carbon based compounds in the effectivity of toxic gas adsorption at low concentrations. A test facility was designed to investigate the adsorption properties of novel materials such as adorption capacity and adsorption rate. Adsorption capacity along with adsorption kinetics is a function of properties of the adsorbent and the adsorbate as well as experimental conditions. Nanomaterials were placed on a silica matrix and tested with increasing flow rates. Electrochemical sensing devices were placed at inlet and outlet of the facility to monitor real time continuous concentration profiles. Breakthrough curves were obtained from the packed bed column experiments and saturation limits of adsorbents were measured. Adsorption rates were obtained from the breakthrough curves using modified Wheeler-Jonas equation. The NanoActiveTM materials adsorbed ammonia though to a lesser extent than the Norit® compounds. This study also included measurement of pressure drop in packed beds. This information is useful in estimating energy losses in packed bed reactors. Brauner Emmet Teller tests were carried out for the calculation of surface area, pore volume and pore size of materials. These calculations suggest surface area alone had no notable influence on adsorption capacity and adsorption rates. This lead to the conclusion that adsorption was insignificant cause of absence of functional groups with affinity towards ammonia. In brief, adsorption of ammonia is possible on NanoActiveTM materials. However functional groups such as oxy-flouro compounds should be doped with novel materials to enhance the surface interactions.

Polycyclic Aromatic Hydrocarbons (PAHs) are one of the pollutants in the environment. They are organic compounds that consist of more than one aromatic ring (Kanchanamayoon & Tatrahun 2008). Due to less information forthcoming regarding the levels of PAHs in Vaal area, this study is to evaluate the levels of PAHs in the rivers around Vaal Triangle. Three river sites such as Vaal, Barrage and Klip Rivers were selected to investigate the concentration of polycyclic aromatic hydrocarbons in water. Validation of an analytical method is the process by which it is established by laboratory studies, that the performance characteristics of the method meet the requirements for the intended analytical application. (Stockl et al 2009). The validation parameters tested were, linearity detection limit of quantitation, sensitivity, accuracy, specificity, selectivity, robustness and ruggedness. PAHs can be determined using High Performance Liquid Chromatography (HPLC) which is a technique for separation, identification and quantification of components in a mixture. The following ten compounds were identified and quantified with a HPLC: naphthalene, acenaphthylene, phenanthrene, anthracene, fluoranthene, benzo(b)fluoranthene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene, dibenzo(a,h) anthracene and indeno(1,2,3-cd)pyrene. The linear calibration ranges from 0.1-5ppm.The linearity ranges between 0.9993-0.9999.Three reversed sorbent phases (Strata-X, MFC18 and C18) were tested for PAH retention efficiency. An optimised reverse solid phase extraction (SPE) method was used after conditioning the sorbent to extract and collect compounds of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) in river water samples. LC18 sorbent showed good recoveries after extracting PAHs standard mixture of 1 mg/l. The best performing eluting solvent was acetonitrile and very good percentage recoveries that ranged from 70% to over 100 % were obtained for eight compounds. Poor recoveries were also obtained for phenanthrene (61%) and benzo(b)fluoranthene (48%). The standard deviation ranged from 0.01 to 0.05 and the detection limits ranging from 0.01 – 0.17 mg/l were obtained. Average concentration ranges of PAHs identified within the study area were: phenanthrene (0.02 – 0.42 mg/l); anthracene (0.37 – 0.39 mg/l), fluoranthene (0.11 – 0.15 mg/l); benzo(b)fluoranthene (0.09 mg/l) and indeno(1,2,3-cd)pyrene (0.26 mg/l). However, naphthalene, acenaphthylene, benzo(k)fluoranthene, benzo(a)pyrene and dibenzo(a,h)anthracene were not detected.

A depressão, tida como a doença do final do século XX, acarreta diversos distúrbios físicos, mentais e emocionais. Amitriptilina,. imipramina, nortriptilina e desipramina são antidepressivos tricíclicos (ADT) largamente usados no tratamento de desordens depressivas. Os ADT são fármacos que apresentam alta variabilidade interindividual na farmacocinética e resposta clínica não facilmente ou não imediatamente mensurável. Assim faz-se necessário o desenvolvimento e validação de métodos analíticos capazes de determinar com a devida confiabilidade suas concentrações em amostras de plasma. Os métodos desenvolvidos possuem uma etapa de extração para posterior separação e quantificação. Os métodos de extração avaliados foram a extração líquido-líquido (LLE) e a microextração em fase sólida (SPME). As técnicas usadas para separação e quantificação foram cromatografia líquida (LC) e eletroforese capilar (CE). Dois métodos foram desenvolvidos e validados: LLE/LC e LLE/CE. Usando uma fibra com recobrimento PDMS 100 mm, um método SPME/LC (modo de dessorção off-line) foi desenvolvido e os parâmetros relativos a SPME foram otimizados fazendo uso de planejamento fatorial (23) e simplex. Usando as mesmas condições otimizadas para a fibra PDMS testou-se uma fibra PDMS/DVB 65 mm. Avaliou-se a CE para a determinação dos ADT em formulações farmacêuticas e o comportamento eletroforético destes compostos em diferentes meio (água, metanol e acetonitrila) foi avaliado. De acordo com os parâmetros avaliados (linearidade, precisão (intra e inter ensaios), recuperação, limites de quantificação (LOQ) e detecção) ambos os métodos (LLE/LC e LLE/CE) mostraram-se aplicáveis para a determinação dos ADT em níveis plasmáticos. O método SPME/LC (off-line) que fez uso da fibra com recobrimento PDMS/DVB apresentou LOQ suficientemente baixos para determinar os ADT em concentrações plasmáticas, apesar de consumir um tempo maior para execução, quando comparado aos métodos LLE/LE e LLE/CE. A validação e aplicação de um método fazendo uso de CE para a análise dos ADT em formulações farmacêuticas mostra a aplicabilidade desta técnica para análises de rotina. Determinou-se por CE o pKa* dos ADT em água, metanol e ACN. A ordem dos valores obtidos em meio aquoso e metanólico é inversa em relação a ordem obtida em ACN. Assim, pôde-se correlacionar a carga das espécies em cada condição de análise com a ordem de migração dos ADT em cada meio. / Depressive disorders imply in a variety of physical, mental and emotional disturbances. Amitriptyline, imipramine, nortriptyline e desipramine are tricyclic antidepressants (TAD) largely used in depression treatment. The TADs are drugs that show high inter individual variability in pharmacokinetics, low clinical response or even they are not straightforwardly measured. Therefore, it is necessary the development and validation of analytical methods for TAD determination in plasma samples. The developed methods have an extraction step for subsequently separation and quantification. The extraction methods appraised were liquid-liquid extraction (LLE) and solid phase microextraction (SPME). The analytical techniques used for separation and further quantification were liquid chromatography (LC) and capillary electrophoresis (CE). Two methods were developed and validated: LLE/LC and LLE/CE. Using a PDMS coating (100 mm), a SPME/LC method (with off-line dessorption) was developed and the experimental conditions relative to SPME were optimized using a factorial planning (23) and a simplex methodology. The same optimized conditions (for PDMS) were used for a PDMS/DVB (65 mm) coating. According to the appraised parameters such as linearity, precision (intra and inter assays), recovery and limits of quantification and detection, the methods LLE/LC and LLE/CE showed suitable for TAD determination in plasma samples regarding the therapeutic plasmatic concentration. The SPME/LC method (off-line desorption) with PDMS/DVB coating has also shown LOQ lower than the minimum therapeutic plasmatic concentration, implying that may be subject to validation. This method may be used for TAD analysis even though the total analysis time was greater those from LLE/LC and LLE/CE methods. CE was also applied for TAD determination in pharmaceutical formulations and the electrophoretic behavior such compounds in different separation media, especially non-aqueous solvents, was studied. The validation and application of a method using CE for TAD determination in pharmaceutical formulations has shown the applicability of this technique for routine analysis. The migration order in aqueous and methanolic media is opposite to obtained in acetonitrile, and the pKa* of the TAD were determined in different media (aqueous, methanol and acetonitrile) by CE. With the calculated values, it was possible to correlate the species total charge to the migration order in each medium.

Um método cromatográfico foi desenvolvido para determinação dos antidepressivos mais prescritos no Brasil e seus produtos de biotransfomação (amitriptilina, imipramina, clomipramina, desmetilclomipramina, desipramina, nortriptilina, fluoxetina, norfluoxetina e sertralina) em sangue total por cromatografia em fase gasosa com detector de nitrogênio e fósforo. A extração em fase sólida (EFS) com o cartucho abselutTM NEXUS foi empregada de forma inovadora. O procedimento de extração consistiu na diluição de 0,5mL de sangue total em tampão (pH 9,5), aplicação da amostra no cartucho, remoção de interferentes usando tampão (pH 9,5) e eluição dos analitos com diclorometano/ isopropanol (17/3 v/v); a etidocaína foi adotada como padrão interno. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LIQ) encontrados foram de 0,1mg/L a 0,4mg/L e de 0,4mg/L a 1,6mg/L, respectivamente. O método foi preciso, específico e linear na faixa de concentração estudada (do LIQ até 12mg/L). A recuperação média de todos os analitos foi 65,5%. O método foi aplicado em amostras de âmbito forense e de emergência clínica. / A gas chromatographic method was developed to determine antidepressants most prescribed in Brazil and their metabolites (amitriptyline, imipramine, clomipramine, desmethylclomipramine, desipramine, nortriptyline, fluoxetine, norfluoxetine, and sertralina) in whole blood, using solid phase extraction and gas chromatography with nitrogen-phosphorus detection. The solid-phase extraction (SPE) with abselutTM NEXUS was applied in an innovative manner. The extraction procedure consists of the dilution of 0.5mL of whole blood in buffer (pH 9.5), application of the sample in the cartridge, washing with buffer (pH 9.5) and elution of the analytes with dichloromethane/isopropanol (17/3, v/v). The limit of detection (LOD) and quantification (LLOQ) were from 0.1mg/L to 0.4mg/L and from 0.4mg/L to 1.6mg/L, respectively. Etidocaine was used as internal standard. The method was precise, specific and linear in the studied concentration (range from LLOQ to 12mg/L). The average recovery of all analytes was 65,5%. Forensic and clinical emergency samples were submitted to the validated method.

Este trabalho de pesquisa teve por objetivo avaliar o efeito do descarte de lodo aeróbio no desempenho do reator UASB. Em paralelo, foi verificado o efeito dessa operação na qualidade do efluente final da ETE, no desempenho operacional da unidade de pós-tratamento e nas características do biogás produzido no reator UASB. De modo geral, não houve impacto negativo no processo de digestão anaeróbia em termos de DQO filtrada no efluente, que foi semelhante quando o afluente era composto essencialmente de esgoto bruto, na ordem de 60 a 80 mg/L. Por outro lado, os resultados indicaram uma tendência de redução da qualidade do efluente do reator UASB em termos de DQO total e sólidos em suspensão, quando da alimentação desse reator com excesso de lodo aeróbio. Em 2016, a concentração média de DQO total no efluente foi da ordem de 529 mg/L e a concentração média de SST foi na ordem de 672 mg/L quando o afluente do reator UASB era composto com excesso de lodo aeróbio, ao passo que, sem excesso de lodo aeróbio no afluente, a DQO total média no efluente foi de 269 mg/L e a concentração média de SST foi de 349 mg/L. Porém, essa redução da qualidade pareceu estar relacionada a uma sobreposição de efeitos associado a presença de lodo aeróbio no afluente, e a sistemática adotada na estação para remoção de lodo anaeróbio do reator UASB. Quando não havia remoção de excesso de lodo anaeróbio de fundo do reator UASB, a qualidade do efluente se manteve durante a maior parte do tempo monitorado compatível com os períodos onde o afluente do reator UASB era composto essencialmente de esgoto bruto, indicando que o lodo de fundo, mais concentrado, exerce papel fundamental na retenção do lodo aeróbio na zona de digestão do reator UASB. Essa constatação se mostrou mais explícita quando as operações de descarte de excesso de lodo aeróbio e remoção de lodo anaeróbio do reator UASB ocorriam em períodos distintos. Nessa condição, a concentração média de DQO total no efluente foi de 254 mg/L e a concentração média de SST foi de 314 mg/L, ao passo que sem lodo aeróbio no afluente do reator UASB, a concentração média de DQO total no efluente foi de 191 mg/L e a concentração de SST foi de 258 mg/L. As características do biogás produzido variaram quando o sistema era alimentado com excesso de lodo aeróbio no afluente, apresentando, nessa condição, maior concentração de CO2 e menor concentração de H2S. Não houve, alteração da concentração média de metano quando da presença de excesso de lodo aeróbio no afluente. Outro aspecto observado foi a falta de correlação entre os parâmetros DQO removida e produção volumétrica de biogás quando o afluente do reator UASB continha excesso de lodo aeróbio. Na ausência de excesso de lodo aeróbio no afluente, houve correlação entre essas variáveis, porém uma correlação fraca, na ordem de 0,40, que pode ser explicada por uma captação ineficaz do biogás produzido, devido a vazamentos pela linha de quebra-escuma do separador trifásico, e por perdas de metano dissolvido com o efluente. Com relação ao impacto na unidade de pós-tratamento, a baixa capacidade de remoção de lodo de excesso da ETE devido a dificuldades de ordem operacional e contratual, condicionaram a operação do sistema de lodo ativado com elevadas concentrações de sólidos em suspensão. Nessa condição, o sistema de aeração apresentou baixa eficiência de transferência de oxigênio para o licor misto, o que impactou negativamente no consumo de energia elétrica do processo de lodo ativado, aumentando o custo operacional da ETE. A qualidade do efluente final da ETE, de modo geral, não foi impactada pela operação de descarte de lodo aeróbio no reator UASB, tendo mantido durante a maior parte do tempo DQO média na ordem de 40 mg/L no efluente e concentração de sólidos em suspensão totais em média na ordem de 25 mg/L. A nitrificação e desnitrificação foi variável ao longo do período do estudo, sendo que o processo apresentou eficiência média de remoção de nitrogênio em torno de 66%. / The objective of this research was to evaluate the effect of aerobic sludge discard on UASB reactor performance. In parallel, the effect of this operation on the final effluent quality of the WWTP, the operational performance of the post-treatment plant and the characteristics of the biogas produced in the UASB reactor were verified. In general, there was no negative impact on the anaerobic digestion process in terms of dissolved COD in the effluent, which was similar when the influent was composed essentially of raw sewage, in the order of 60 to 80 mg / L. On the other hand, the results indicated a tendency to reduce the quality of the UASB reactor effluent in terms of total COD and suspended solids when feeding this reactor also with excess aerobic sludge. In 2016, the mean concentration COD in the effluent was of the order of 529 mg / L and the mean concentration SST was 672 mg / L when the UASB reactor inflow was composed of excess aerobic sludge, while, without excess of aerobic sludge in the influent, the mean COD in the effluent was 269 mg / L and the mean concentration of SST was 349 mg / L. However, this quality reduction seemed to be related to an overlap of effects associated with the presence of aerobic sludge in the influent, and the system adopted at the WWTP to remove anaerobic sludge from the UASB reactor. When there was no removal of excess anaerobic bottom sludge from the UASB reactor, the quality of the effluent remained for most of the monitored time consistent with the periods where the UASB reactor inflow was essentially composed of raw sewage, indicating that the sludge from deep, more concentrated, plays a fundamental role in the retention of aerobic sludge in the digestion zone of the UASB reactor. This finding was more explicit when the operations of excess aerobic sludge and anaerobic sludge removal from the UASB reactor occurred at different periods. In this condition, the mean COD concentration in the effluent was 254 mg / L and the mean SST concentration was 314 mg / L, whereas without aerobic sludge in the UASB reactor, the mean total COD concentration in the effluent was 191 mg / L and the concentration of SST was 258 mg / L. The characteristics of the biogas produced varied when the system was fed with excess of aerobic sludge in the influent presenting, in this condition, a higher concentration of CO2 and a lower concentration of H2S. There was, fortunately, no change in the average concentration of methane when there was an excess of aerobic sludge in the influent. Another important aspect observed was the lack of correlation between the COD removal parameters and volumetric biogas production when the UASB reactor inflow contained excess aerobic sludge. In the absence of excess aerobic sludge in the influent, there was a correlation between these variables, but a weak correlation, in the order of 0.40, which can be explained by an inefficient capture of the biogas produced, due to leaks by the three-phase separator, and for losses of methane dissolved with the effluent. Regarding the impact on the post-treatment unit, the low sludge removal capacity of the WWTP due to operational and contractual difficulties, conditioned the operation of the activated sludge system with high concentrations of suspended solids. In this condition, the aeration system presented low oxygen transfer efficiency for the mixed liquor, which negatively impacted the electric power consumption of the activated sludge process, increasing the operational cost of the WWTP. The final effluent quality, in general, was not affected by the aerobic sludge discharge operation in the UASB reactor, having maintained for the most part the average COD in the order of 40 mg / L in the effluent and the solids concentration in suspension on average in the order of 25 mg / L. Nitrification and denitrification were variable throughout the study period, with the average nitrogen removal efficiency around 66%.

Um método cromatográfico foi desenvolvido para determinação dos antidepressivos mais prescritos no Brasil e seus produtos de biotransfomação (amitriptilina, imipramina, clomipramina, desmetilclomipramina, desipramina, nortriptilina, fluoxetina, norfluoxetina e sertralina) em sangue total por cromatografia em fase gasosa com detector de nitrogênio e fósforo. A extração em fase sólida (EFS) com o cartucho abselutTM NEXUS foi empregada de forma inovadora. O procedimento de extração consistiu na diluição de 0,5mL de sangue total em tampão (pH 9,5), aplicação da amostra no cartucho, remoção de interferentes usando tampão (pH 9,5) e eluição dos analitos com diclorometano/ isopropanol (17/3 v/v); a etidocaína foi adotada como padrão interno. Os limites de detecção (LD) e quantificação (LIQ) encontrados foram de 0,1mg/L a 0,4mg/L e de 0,4mg/L a 1,6mg/L, respectivamente. O método foi preciso, específico e linear na faixa de concentração estudada (do LIQ até 12mg/L). A recuperação média de todos os analitos foi 65,5%. O método foi aplicado em amostras de âmbito forense e de emergência clínica. / A gas chromatographic method was developed to determine antidepressants most prescribed in Brazil and their metabolites (amitriptyline, imipramine, clomipramine, desmethylclomipramine, desipramine, nortriptyline, fluoxetine, norfluoxetine, and sertralina) in whole blood, using solid phase extraction and gas chromatography with nitrogen-phosphorus detection. The solid-phase extraction (SPE) with abselutTM NEXUS was applied in an innovative manner. The extraction procedure consists of the dilution of 0.5mL of whole blood in buffer (pH 9.5), application of the sample in the cartridge, washing with buffer (pH 9.5) and elution of the analytes with dichloromethane/isopropanol (17/3, v/v). The limit of detection (LOD) and quantification (LLOQ) were from 0.1mg/L to 0.4mg/L and from 0.4mg/L to 1.6mg/L, respectively. Etidocaine was used as internal standard. The method was precise, specific and linear in the studied concentration (range from LLOQ to 12mg/L). The average recovery of all analytes was 65,5%. Forensic and clinical emergency samples were submitted to the validated method.

As micotoxinas são compostos produzidos por fungos, sendo potencialmente perigosos à saúde humana e animal. A Ocratoxina A (OTA) é uma das micotoxinas mais amplamente estudadas, sendo encontrada em várias matrizes alimentícias. A concentração dessa micotoxina nos alimentos é geralmente muito baixa (da ordem de ng g-1), sendo, portanto, necessário o emprego de técnicas de preparo de amostras que realizem a purificação e pré-concentração no analito. Os métodos de separação e detecção empregados na análise de OTA também devem oferecer sensibilidade adequada para a quantificação do analito. Logo, os objetivos do trabalho foram desenvolver uma metodologia utilizando a técnica in-tube SPME no modo de extração única (flow through extraction) com partículas de C18 como fase extratora e separação e detecção por HPLC-MS/MS. Além disso, otimizar e validar a metodologia proposta e detectar e quantificar a OTA em amostras de vinho. Para isso, a técnica in-tube SPME foi configurada e um tubo de PEEK foi empacotado com partículas de C18, o qual foi utilizado na extração. A otimização do método foi realizada utilizando-se um planejamento experimental composto central 22 + 3 pontos centrais, tendo como fatores a porcentagem de ACN e o tempo durante o carregamento da amostra. A validação da metodologia empregada foi realizada conforme o guia de validação da ANVISA e, posteriormente, amostras de vinho tinto seco e vinho branco seco foram analisadas. O método proposto foi desenvolvido, tendo sua funcionalidade atestada e suas condições de análise melhoradas, sendo utilizado 22 % de ACN e 6 minutos no carregamento da amostra. O método foi validado, mostrando sensibilidade adequada, com limites de detecção e quantificação iguais à 0,02 e 0,05 µg L-1, respectivamente. A linearidade e precisão da metodologia foram avaliadas, apresentando coeficiente de correlação igual a 0,996 e DPR menor que 6%, respectivamente. O método mostrou-se exato nos níveis de concentração médio e alto e a recuperação máxima obtida para o nível alto foi próximo 73%. Amostras brasileiras e estrangeiras de vinho tinto seco e vinho tinto seco branco foram analisadas e a OTA não foi detectada em nenhuma delas. Entretanto, a OTA pode essa estar presente nas amostras analisadas em concentrações mais baixas que as determinadas pelos limites de detecção e quantificação, não sendo potencialmente perigosos à saúde. / Mycotoxins are compounds produced by fungus, being a potential danger to human and animal health. Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin widely studied, being found in a varied of food matrices. OTA concentration in food is generally low (the order of ng g-1), being, therefore, necessary the use of sample preparation techniques to perform the analyte purification and preconcentration in the sample. The separation and detection methods used in OTA analysis also should offer proper sensibility in order to quantify the analyte adequately. In short, the goals of the present work were to develop a methodology using in-tube SPME in flow through extraction mode with C18 particles as extraction phase and separation and detection by HPLC-MS/MS. Further, optimize and validate the proposed methodology and detect and quantify OTA in wine samples. For this, in-tube SPME was configured and a PEEK tube was packed with C18 particles, which was used in the extraction step. The method optimization was achieved using a central composite 22 + 3 central points experimental design, having as factors the percentage of ACN and time during sample loading step. Validation method was done following ANVISA validation guide after which red dry wine and white dry wine samples were analyzed. The proposed method was developed, having its functionalities attested and its analysis conditions enhanced, using 22% of ACN and 6 minutes in sample loading. The method was validated, demonstrating proper sensitivity, with detection and quantification limits equal to 0.02 and 0.05 µg L-1, respectively. Linearity and precision were evaluated, exhibiting correlation coefficient equal to 0,996 e RSD under 6%, respectively. The method was accurate in medium and high concentration levels and maximum recovery was 73% in high concentration level. Brazilian and foreign red dry wine and white dry wine samples were analyzed and OTA was not detected in any of them. However, OTA may be present in samples analyzed in lower concentrations than that ones determined by detection and quantification limits, not being a potential danger to human health.

Nos últimos anos, a pesquisa ambiental tem se defrontado com a questão dos chamados disruptores endócrinos (EDCs). A estes compostos, tais como: produtos farmacêuticos, hormônios naturais e sintéticos, pesticidas, substâncias tensoativas, polímeros de baixa massa molecular e diversos outros contaminantes orgânicos presentes em efluentes municipais e industriais, atribui-se à capacidade de alterar o funcionamento do sistema endócrino. Estrogênios e progestogênios, naturais ou sintéticos, são excretados pela urina de mamíferos, e uma pequena porção nas fezes, e via efluentes de estações de tratamento de esgoto (ETE) entram em vias aquáticas, podendo causar alterações em organismos aquáticos, tais como feminização ou hermafroditismo. Neste contexto, no presente trabalho foi descrito uma metodologia analítica para a extração em fase sólida empregando cartucho C18, dos hormônios naturais, estrona (E1) e 17?-estradiol (E2), e dos hormônios sintéticos, levonorgestrel e 17?-etinilestradiol (EE2) (presentes em anticoncepcionais orais), a partir de uma matriz de esgoto sintético. Foram utilizados dois sistemas cromatográficos neste estudo, ambos de mesmo modelo (SLC-10A, Shimadzu), os quais consistiram em um injetor manual (seringa), com um volume de injeção ajustado para 20µL, e duas bombas modelo LC-10ADVP (Shimadzu). Foram utilizados dois tipos de detectores, um sistema DAD modelo SPD-M10AVP (Shimadzu) e um espectrofluorímetro modelo RF-551 versão 2.4 (Shimadzu). A separação foi feita em coluna C18 (250 X 4,6 mm, 5 µm) com um fluxo de 1 mL min-1. A condição ideal para separação foi o modo isocrático: 48/52 ACN:H2O. O comprimento de onda selecionado para quantificação no sistema de detecção DAD foi: 240nm para o levonorgestrel e 280nm para E1, E2 e EE2. No detector espectrofluorímetro, os comprimentos de onda selecionados para a excitação e emissão dos analitos E1, E2 e EE2 foram: 280nm e 306nm, respectivamente. Para se efetuar o estudo de recuperação, uma matriz simulando esgotos sanitários foi utilizada com o intuito de se ter uma amostra controle (testemunha) livre dos analitos de interesse, devido à dificuldade em se obter uma amostra de esgoto “real" livre destes hormônios. As amostras de esgoto sintético foram fortificadas em três níveis de concentração. Tomou-se 5 replicatas de 100,0mL de amostra testemunha (esgoto sintético) para cada nível de fortificação, estas amostras foram dopadas com os hormônios estudados. Após adaptações de metodologias descritas na literatura, a extração foi feita segundo o procedimento: condicionamento do cartucho (500mg/6mL) com 7mL de acetonitrila, 5mL de metanol e 5mL de água em uma razão de fluxo de 3mL min-1; percolagem de 250,0mL de amostras de esgoto bruto e efluentes tratados pela ETE-Araraquara com fluxo de 1mL min-1; secagem do cartucho por 1 hora a vácuo; eluição dos analitos com 6mL de acetonitrila com fluxo de 1mL min-1; secagem do extrato eluído em corrente de nitrogênio; reconstituição da amostra em 0,5mL de metanol. As amostras de esgoto sintético foram dopadas com os padrões estudados, para análise realizada no sistema DAD, a 0,250?g L-1 para levonorgestrel e 2,50?g L-1 para E1, E2 e EE2 (nível 1); 0,375 ?g L-1 para levonorgestrel e 3,75 ?g L-1 para E1, E2 e EE2 (nível 2); 0,500?g L-1 para levonorgestrel e 5,00?g L-1 para E1, E2 e EE2 (nível 3). Para análise realizada no sistema fluorescente, as amostras de esgoto sintético foram dopadas com os padrões estudados a 0,750?g L-1 para E1; 0,150?g L-1 para E2 e 0,250?g L-1 para EE2 (nível 1); 1,00 ?g L-1 para E1; 0,150?g L-1 para E2 e 0,200?g L-1 para EE2 (nível 2); 1,25?g L-1 para E1; 0,250?g L-1 para E2 e 0,300 ?g L-1 para EE2 (nível 3). Valores de recuperação entre 83-123% com coeficientes de variação menores do que 13,5% foram obtidos para todos os hormônios analisados pelos dois sistemas de detecção (DAD e Fluorescente). Esses dados demonstram a eficiência do método quanto à exatidão e precisão para os níveis de fortificação estudados. O método proposto foi utilizado para avaliar a presenças dos hormônios em afluentes (esgoto bruto) e efluentes da ETE-Araraquara. As amostras coletadas na ETE foram analisadas em triplicata. Foi identificado e quantificado o hormônio natural E2 (31ng L-1) em amostras obtidas antes do tratamento de esgoto. Não foram detectadas concentrações dos analitos em amostras obtidas após o tratamento. / In recent years environmental research has been faced with the issue of the endocrine disrupting chemicals (EDCs). Such compounds, such as: pharmaceutical products, natural and synthetic hormones, pesticides, tensive active substances, low mass molar polymers and many other organic contaminants that appear in municipal and industrial effluents, have the capacity of altering the manner in which the endocrine system works. Natural or synthetic estrogens and progestogens are excreted through the urine of mammals, and a small portion through faeces, and via effluents from sewage treatment plants (STP) flow into aquatic ducts, with the possibility of causing alterations in the aquatic organisms, such as feminization or hermaphroditism. Within this context, the present work describes an analytic methodology for solid phase extraction (SPE) using C18 cartridge of the natural hormones, estrone (E1) and 17?-estradiol (E2), and the synthetic hormones levonorgestrel and 17?-ethinylestradiol (EE2) (found in oral contraceptives) from a synthetic waste matrix. Two chromatographic systems were used in this study, both from the same model (SLC-10A, Shimadzu), a DAD system model SPD-M10AVP (Shimadzu) and a spectrofluorimeter model RF-551 type 2.4 (Shimadzu). Separation was performed in column C18 (250 X 4,6 mm, 5 ?m) with a flux of 1 mL min-1. The ideal separation condition was the isocratic mode: 48/52 ACN:H2O. To carry out the recuperation study, a matrix simulating sewers was used with the objective of having a control sample (witness) free of the samples under scrutiny of the difficulty in obtaining a “real" sewage sample free of these hormones. The samples of synthetic sewage were boosted in three levels of concentration. Recuperation values between 83-123% with variation coefficients lower than 13,5% were obtained for all studied hormones by both systems of detections (DAD and Fluorescent). These data demonstrate the efficiency of the method concerning the accuracy and precision for the fortification levels that were studied. The proposed method was used to assess the presence of hormones in inffluents (raw sewage) and effluents of Araraquara-STP. The natural hormone E2 (31ng L-1) was identified and quantified in samples obtained prior to sewage treatment. No concentrations of analytes in the samples were obtained after the treatment.

As micotoxinas são compostos produzidos por fungos, sendo potencialmente perigosos à saúde humana e animal. A Ocratoxina A (OTA) é uma das micotoxinas mais amplamente estudadas, sendo encontrada em várias matrizes alimentícias. A concentração dessa micotoxina nos alimentos é geralmente muito baixa (da ordem de ng g-1), sendo, portanto, necessário o emprego de técnicas de preparo de amostras que realizem a purificação e pré-concentração no analito. Os métodos de separação e detecção empregados na análise de OTA também devem oferecer sensibilidade adequada para a quantificação do analito. Logo, os objetivos do trabalho foram desenvolver uma metodologia utilizando a técnica in-tube SPME no modo de extração única (flow through extraction) com partículas de C18 como fase extratora e separação e detecção por HPLC-MS/MS. Além disso, otimizar e validar a metodologia proposta e detectar e quantificar a OTA em amostras de vinho. Para isso, a técnica in-tube SPME foi configurada e um tubo de PEEK foi empacotado com partículas de C18, o qual foi utilizado na extração. A otimização do método foi realizada utilizando-se um planejamento experimental composto central 22 + 3 pontos centrais, tendo como fatores a porcentagem de ACN e o tempo durante o carregamento da amostra. A validação da metodologia empregada foi realizada conforme o guia de validação da ANVISA e, posteriormente, amostras de vinho tinto seco e vinho branco seco foram analisadas. O método proposto foi desenvolvido, tendo sua funcionalidade atestada e suas condições de análise melhoradas, sendo utilizado 22 % de ACN e 6 minutos no carregamento da amostra. O método foi validado, mostrando sensibilidade adequada, com limites de detecção e quantificação iguais à 0,02 e 0,05 µg L-1, respectivamente. A linearidade e precisão da metodologia foram avaliadas, apresentando coeficiente de correlação igual a 0,996 e DPR menor que 6%, respectivamente. O método mostrou-se exato nos níveis de concentração médio e alto e a recuperação máxima obtida para o nível alto foi próximo 73%. Amostras brasileiras e estrangeiras de vinho tinto seco e vinho tinto seco branco foram analisadas e a OTA não foi detectada em nenhuma delas. Entretanto, a OTA pode essa estar presente nas amostras analisadas em concentrações mais baixas que as determinadas pelos limites de detecção e quantificação, não sendo potencialmente perigosos à saúde. / Mycotoxins are compounds produced by fungus, being a potential danger to human and animal health. Ochratoxin A (OTA) is a mycotoxin widely studied, being found in a varied of food matrices. OTA concentration in food is generally low (the order of ng g-1), being, therefore, necessary the use of sample preparation techniques to perform the analyte purification and preconcentration in the sample. The separation and detection methods used in OTA analysis also should offer proper sensibility in order to quantify the analyte adequately. In short, the goals of the present work were to develop a methodology using in-tube SPME in flow through extraction mode with C18 particles as extraction phase and separation and detection by HPLC-MS/MS. Further, optimize and validate the proposed methodology and detect and quantify OTA in wine samples. For this, in-tube SPME was configured and a PEEK tube was packed with C18 particles, which was used in the extraction step. The method optimization was achieved using a central composite 22 + 3 central points experimental design, having as factors the percentage of ACN and time during sample loading step. Validation method was done following ANVISA validation guide after which red dry wine and white dry wine samples were analyzed. The proposed method was developed, having its functionalities attested and its analysis conditions enhanced, using 22% of ACN and 6 minutes in sample loading. The method was validated, demonstrating proper sensitivity, with detection and quantification limits equal to 0.02 and 0.05 µg L-1, respectively. Linearity and precision were evaluated, exhibiting correlation coefficient equal to 0,996 e RSD under 6%, respectively. The method was accurate in medium and high concentration levels and maximum recovery was 73% in high concentration level. Brazilian and foreign red dry wine and white dry wine samples were analyzed and OTA was not detected in any of them. However, OTA may be present in samples analyzed in lower concentrations than that ones determined by detection and quantification limits, not being a potential danger to human health.

A knowledge of thermophysical properties is necessary for the design of all process units. Reliable property prediction methods are essential because reliable experimental data are often not available due to concerns about measurement difficulty, cost, scarcity, safety, or environment. In particular, there is a lack of prediction methods for solid properties. Predicted property values can also be used to fill holes in property databases to understand more fully compound characteristics. This work is a comprehensive analysis of the prediction methods available for five commonly needed solid properties. Where satisfactory methods are available, recommendations are made; where methods are unsatisfactory in scope or accuracy, improvements have been made or new methods have been developed. In the latter case, the following general scheme has been used to develop correlations: extraction of a training set of experimental data of a specific accuracy from the DIPPR 801 database, selection of a class of equations to use in the correlation, refinement of the form of the equation through least squares regression, selection of the chemical groups and/or molecular descriptors to be used as independent variables, calculation of coefficient values using the training set, addition of groups where refinement is needed, and a final testing of the resultant correlation against an independent test set of experimental data. Two new methods for predicting crystalline heat capacity were created. The first is a simple power law method (PL) that uses first-order functional groups. The second is derived as a modification of the Einstein-Debye canonical partition function (PF) that uses the same groups as the PL method with other descriptors to account for molecule size and multiple halogens. The PL method is intended for the temperature range of 50 to 250 K; the PF method is intended for temperatures above 250 K. Both the PL and PF methods have been assigned an uncertainty of 13% in their preferred temperature ranges based on comparisons to experimental data. A method for estimating heat of sublimation at the triple point was created using the same groups as used in the heat capacity PF method (estimated to have an error of 13%). This method can be used in conjunction with the Clausius-Clapeyron equation to predict solid vapor pressure. Errors in predicted solid vapor pressures averaged about 44.9%. As most solid vapor pressures are extremely small, on the order of one Pascal, this error is small on an absolute scale. An improvement was developed for an existing DIPPR correlation between solid and liquid densities at the triple point. The new correlation improves the prediction of solid density at the triple point and permits calculation of solid densities over a wide range of temperatures with an uncertainty of 6.3%. Based on the analysis of melting points performed in this study, Marrero and Gani's method is recommended as the primary method of predicting melting points for organic compounds (deviation from experimental values of 12.5%). This method can be unwieldy due to the large number of groups it employs, so the method of Yalkowsky et al. (13.9% deviation) is given a secondary recommendation due to its broad applicability with few input requirements.