Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração. / The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in the soil depends on the parent material and human actions. The addition of PTEs to the soil through human activities may pose a risk to human health, as these metals can accumulate in the body when the skin is exposed to contact with soil, or particulate matter is inhaled; or soil and contaminated food are ingested. Food contamination occurs in areas where there is high bioavailability of PTEs, which can be absorbed by plants and translocated to the shoot, with possible metal accumulation in edible portions, such as roots, fruits and grains. The bioavailability of PTEs is governed by the chemical characteristics of the elements and by certain soil attributes, such as CEC, pH and organic matter (OM). Symptoms of toxicity and morphological and physiological changes may appear depending on the absorption and movement of PTEs in plants. The aim of this study was to evaluate the effect of barium (Ba), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn) in samples of an Entisol and an Oxisol under two conditions of base saturation (30% and 50% or 70%, depending on the culture) in the cultivation of rice (Oryza sativa), lettuce (Lactuca sativa), sunflower (Helianthus annuus) and tomato (Solanum lycopersicum). Contents of PTEs in soils were extracted with EPA 3051a, Aqua Regia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, 0.43 M HNO3 and 0.01 M CaCl2, and their levels were correlated with the PTEs levels in roots, in shoots, in fruits and with the amount accumulated by plants. The bioconcentration factor (BCF) and the transfer factor (TF) were calculated for the cultures. The SPAD index (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) was determined at the vegetative stage of lettuce, rice and sunflower, while photosynthetic activity was determined by IRGA (Infrared gas analyzer). The highest PTEs contents were observed in plants grown in the Entisol. Amounts of Cu, Ni and Zn accumulated in plants were positively correlated with the contents extracted by EPA 3051a and the Aqua Regia. The contents extracted with 0.43 M HNO3 had high positive correlation with the concentration extracted with DTPA and Mehlich 3, and with the amount of PTEs accumulated by plants. The BCFs were highest in soils with low CEC, low OM content and low pH values. Rice had the least translocation of Cd from the root to the grain. Cu, Ni and Zn caused changes in the development of lettuce and sunflower, and decreased transpiration and stomatal conductance of lettuce. Rice had the lowest PTEs absorption and the highest tolerance to Ba, Cd, Ni and Zn, however, the plants had greater stomatal conductance and transpiration.

A Organização Mundial da Saúde recomenda que os bebês sejam amamentados de forma exclusiva, pelo menos, seis meses após o nascimento. Após este período, recomenda-se a introdução de alimentos complementares, a fim de atender as quantidades nutricionais, minerais e energéticas necessárias às crianças. Produtos alimentares destinados a lactentes formam uma parte importante da dieta de muitos bebês, por isso é muito importante que esses alimentos contenham quantidades suficientes de minerais. Alimentação complementar inadequada é uma das principais causas das altas taxas de desnutrição nos países em desenvolvimento. Neste estudo, níveis dos elementos essenciais: Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se e Zn e dos elementos tóxicos: As, Cd e Hg foram determinados em amostras de vinte e sete diferentes produtos alimentares por Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA) e Espectrometria de Absorção Atômica (AAS). Para a validação da metodologia foram analisados os materiais de referência: INCT MPH-2 Mixed Polish Herbs e NIST SRM 1577b Bovine Liver para INAA e NIST SRM 1548a Typical Diet e NIST SRM 1547 Peach Leaves para AAS. As vinte e sete amostras de alimentos para bebês foram adquiridas em supermercados e drogarias da cidade de São Paulo. Os elementos essenciais e tóxicos foram determinados e a maioria das concentrações obtidas dos elementos essenciais estava abaixo das recomendações da Organização Mundial da Saúde, enquanto as concentrações dos elementos tóxicos foram inferiores ao limite superior tolerável. As concentrações baixas dos elementos essenciais obtidas nessas amostras indicam que as crianças não devem ser apenas alimentadas com esses alimentos comerciais. / The World Health Organization recommends that infants should be breastfed exclusively for at least six months after birth. After this period, it is recommended to start introducing complementary foods, in order to meet the child´s nutritional, mineral and energy needs. Commercial food products for infants form an important part of the diet for many babies. Thus, it is very important that such food contains sufficient amounts of minerals. Inadequate complementary feeding is a major cause of high rates of infant malnutrition in developing countries. In this study, essential elements: Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se and Zn and toxic elements: As, Cd, Hg levels were determined in twenty seven different commercial infant food product samples by Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) and Atomic Absorption Spectrometry (AAS). In order to validate both methodologies the reference material: INCT MPH-2 Mixed Polish Herbs and NIST - SRM 1577b Bovine Liver by INAA and NIST - SRM 1548a Typical Diet and NIST - SRM 1547 Peach Leaves by AAS were analyzed. The twenty seven baby food samples were acquired from São Paulo city super markets and drugstores. Essential and toxic elements were determined. Most of the essential element concentrations obtained was lower than the World Health Organization requirements, while concentrations of toxic elements were below the tolerable upper limit. These low essential element concentrations in these samples indicate that infants should not be fed only with commercial complementary foods.

A produção de biodiesel vem crescendo ao longo dos anos e com ela o interesse por matérias-primas alternativas para produção. O pinhão manso e a mamona são consideradas promissoras pelo elevado teor de óleo nas sementes e potencial de utilização dos seus subprodutos na alimentação animal. Entretanto, o uso desses subprodutos é limitado devido à presença de ésteres de forbol (EF) no pinhão manso e de ricina na mamona. Nesse sentido, objetivou-se mensurar o teor de EF e ricina nos subprodutos do pinhão manso e da mamona, respectivamente, assim como avaliar o potencial de utilização desses subprodutos na alimentação de ovinos. O estudo foi desenvolvido em três experimentos. No experimento I os EF foram quantificados nas sementes e frações da semente de pinhão manso, assim como nas tortas e óleos após prensagem a frio das respectivas sementes e albumens. Os resultados mostraram que as tortas possuem perfil nutricional interessante para a dieta de ruminantes e que os EF foram concentrados no óleo após a prensagem, sugerindo que tortas com menor teor de óleo residual apresentem menores concentrações de EF. No experimento II, torta de mamona (TM) e torta de pinhão manso (TPM), destoxificada ou não, foram avaliadas em dois níveis de substituição ao farelo soja, 25 e 35% TPM e 25% e 50% TM, sobre os parâmetros de degradabilidade e fermentação ruminal in vitro. Após 24 horas de incubação foi observado que inclusão da TM e TPM, destoxificada ou não, não afetou a produção de gases total, a produção de N-NH3 e ácidos graxos de cadeia curta total (AGCC), indicando que a fermentação ruminal não foi afetada. Contudo, houve redução na concentração dos isoácidos com a inclusão de 50% de TM destoxificada, 35% de TPM e 25% de TPM destoxificada. A produção de metano foi reduzida com a inclusão de 35% de TPM não destoxificada, indicando que a presença de EF pode ter alterado a população de bactérias metanogênicas no liquido ruminal. No experimento III foi avaliada a substituição parcial do farelo de soja pela TM destoxificada sobre a eficiência de utilização dos nutrientes, microbiota ruminal e emissão de metano entérico de ovinos alimentados com esse subproduto. Os animais que receberam a dieta com TM destoxificada consumiram em média 0,59 mg de ricina kg-1 de peso corporal dia-1 e não apresentaram sintomas clínicos de intoxicação sequer alterações nos níveis séricos de enzimas relacionadas a função hepática e renal. A inclusão da TM destoxificada não influenciou no consumo dos animais, porém reduziu a digestibilidade dos nutrientes. A inclusão da TM destoxificada não alterou a síntese microbiana no rúmen, balanço de nitrogênio, parâmetros de fermentação ruminal e população microbiana em relação ao tratamento controle, com exceção do acetato, que aumentou com a inclusão da TM destoxificada, mas não refletiu sobre a emissão de metano ruminal. Apesar do potencial de substituição da torta de mamona destoxificada, a redução na digestibilidade aparente de alguns nutrientes podem refletir na redução do desempenho e aumento da produção de metano por kg de produto animal / Biodiesel production has been growing over the years and with it the interest for alternative raw materials for production. Jatropha and castor beans are considered to be promising because of the high oil content in seeds and potential of utilization of its by-products in animal feeding. However, these by-products usage is limited due to the presence of phorbol esters (PE) in jatropha and ricin in castor bean. In this sense, the objective was to measure PE and ricin content in by-products of jatropha and castor bean, respectively, as well as to evaluate the potential of utilization of these by-products in sheep feeding. The study was developed in three experiments. In the experiment I, PEs were quantified in seeds and fractions of jatropha seed, as well as in cakes and oils after cold-pressing of respective seeds and albumens. The results showed that the cakes have an interesting nutritional profile for ruminant diet and PEs were concentrated in the oil after pressing, suggesting that cakes with lower residual oil content showed lower PE concentrations. In the experiment II, castor cake (CC) and jatropha cake (JC), detoxified or not, were evaluated at two substitution levels of soybean meal, 25 and 35% of JC and 25% and 50% of CC, on the degradability and ruminal fermentation parameters in vitro. After 24 hours of incubation, it was observed that inclusion of CC and JC, detoxified or not, did not affect the total gas production, N-NH3 and total short chain fatty acids (SCFAs) production, indicating that ruminal fermentation was not affected. However, there was a reduction in isoacid concentration with the inclusion of 50% of detoxified CC, 35% of CC and 25% of detoxified JC. Methane production was reduced with the inclusion of 35% of non-detoxified JC, indicating that the presence of PE may have changed methanogenic bacteria population in the ruminal fluid. In the experiment III was evaluated the partial substitution of soybean meal by detoxified CC on the nutrient use efficiency, ruminal microbiota and enteric methane emission from sheep fed with this by-product. Animals that received diet with detoxified CC consumed on average 0.59 mg of ricin kg-1 body weight day-1 and did not showed clinical symptoms of intoxication even changes in serum levels of enzymes related to liver and renal function The inclusion of detoxified CC did not influence animal consumption, but it reduced the digestibility of nutrients. The inclusion of detoxified CC did not change rumen microbiota synthesis, nitrogen balance, ruminal fermentation parameters and microbial population in relation to the control treatment, with exception of acetate, which increased with detoxified CC inclusion, but did not reflect on ruminal methane emission. Despite the potential of replacement of detoxified castor cake, the reduction in apparent digestibility of some nutrients may reflect in performance reduction and increase in methane production per kg of animal product

A contaminação dos solos por elementos potencialmente tóxicos (EPTs) provoca alterações na estrutura e no funcionamento dos ecossistemas, além de oferecer riscos à saúde pública. Os EPTs estão presentes naturalmente no ambiente, sendo constituintes de rochas e sedimentos. Entretanto, atividades antropogênicas como emissões industriais, uso de efluentes urbanos, dejetos de animais, biossólidos, fertilizantes e defensivos agrícolas podem contribuir para aumento da concentração dos EPTs. O solo é um dos principais meios de exposição dos EPTs aos seres humanos. Logo, é importante quantificar os teores dos EPTs nos solos e sua distribuição na microbacia para poder avaliar o risco a saúde humana. Os efeitos dos elementos tóxicos que chegam ao solo sobre a diversidade e funcionalidade da biota podem ser avaliados por meio de testes ecotoxicológicos. Alguns organismos são bons indicadores ambientais por participarem de processos biológicos importantes do solo. Os principais organismos utilizados são os colêmbolos, artrópodes terrestres com alta diversidade e abundância, sendo encontrado em todos os biomas. Nesse estudo, quantificaram-se os teores de Arsênio (As), Cádmio (Cd), Cobalto (Co), Cobre (Cu), Cromo (Cr), Chumbo (Pb), Níquel (Ni) e Zinco (Zn) em amostras de 15 solos da microbacia do Rio Guamium, localizada em Piracicaba, São Paulo. Foi realizado experimento em casa de vegetação com alface (Lactuca sativa L.), pepino (Cucumis sativus L.), beterraba (Beta vulgaris L.) e rúcula (Eruca sativus Mill.) para avaliar o risco a saúde humana. Foi avaliado também o efeito da aplicação de doses de As na reprodução dos colêmbolos. Para tanto, foram coletadas amostras de solos nas profundidades 0 - 0,1; 0,1 - 0,2; 0,2 - 0,3; 0,3 - 0,4; 0,4 - 0,6; 0,6 - 0,9 e 0,9 - 1,2 m. Foi realizada a extração dos EPTs pelo método EPA 3051a (0,5 g de solo + 9 ml HNO3 + 3 ml HCl com digestão assistida por forno microondas). Os EPTs que apresentaram as maiores concentrações foram o As (3 pontos) e Cu (1 ponto), sendo as concentrações superiores ou iguais ao valor de prevenção estabelecido pelo órgão ambiental paulista (Cetesb). O As apresentou elevado risco carcinogênico, enquanto o Cu apresentou risco à saúde humana apenas quando 100 % dos vegetais consumidos eram provenientes da área com elevado teor de Cu, sendo este o cenário mais restritivo. Houve diferença na disponibilidade de As entre o solo natural e o solo artificial tropical (SAT), composto por areia, caulinita e pó de fibra de coco. O SAT apresentou alta disponibilidade de As o que reduziu a taxa de reprodução dos colêmbolos. No SAT a LOEC (Lowest Observed Effect Concentration) foi 0,25 mg kg-1 e a NOEC (No Observed Effect Concentration) < 0,25 mg kg-1. No solo natural não foi possível determinar a NOEC, enquanto a LOEC foi 8,41 mg kg-1. / Soil contamination by potential toxics elements (PTEs) can change the ecosystem structure, its function and can cause risk to human health. PTEs occur naturally in the environment; however human activities such as industrial emissions, urban sewage, animal waste, biosolids, fertilizers and pesticides can increase their concentration. Soil is one of the main pathways to human exposure, so it is important to evaluate the contents of PTEs in soils and their distribution in the watershed in order to assess the human health risk. The effects of PTEs that reach the soil on the diversity and functionality of microorganisms can be evaluated by ecotoxicological tests. Organisms that take part of the biological process can be used as environment quality indicators. One of them is the springtails (Collembola) that are wide spread and have high diversity, being found in all ecosystems. In this study, we evaluated the Arsenic (As), Cadmium (Cd), Cobalt (Co), Copper (Cu), Chromium (Cr), Lead (Pb), Nickel (Ni) and Zinc (Zn) contents in 15 soil from Guamium watershed, located in Piracicaba, state of Sao Paulo, Brazil. To assess the human health risk lettuce (Lactuca sativa L.), cucumber (Cucumis sativus L.), sugar beet (Beta vulgaris L.) and rocket (Eruca sativus Mill.) were cultivated under greenhouse conditions. The effect of As rates on collembola reproduction was also evaluated. Soil samples were collected in the following depths: 0 - 0.1; 0.1 - 0.2; 0.2 - 0.3; 0.3 - 0.4; 0.4 - 0.6; 0.6 - 0.9 e 0.9 - 1.2 m. Contents of PTEs were obtained after microwave extraction by EPA 3051a method (0.5 g soil + 9 mL HNO3 + 3 mL HCl). As and Cu had the highest contents, and their concentration were close or higher than prevention value established by Sao Paulo state environmental agency (Cetesb). As showed high carcinogenic risk, otherwise Cu only represented risk to human health in the most restrictive scenario, when 100% of the vegetables consumed were taken from the contaminated area. There was difference in the As availability between natural soil and artificial soil (ArtS) which was composed by sand, Kaolinite and powdered coconut fiber. As availability was high in the ArtS and it decreased the collembola reproduction. The Lowest Observed Effect Concentration (LOEC) on SAT were 0.25 mg kg-1, while and the No Observed Effect Concentration (LOEC) were less than 0.25 mg kg-1. Otherwise, the LOEC were 8.41 mg kg-1 in the natural soil, but it was not possible to define the NOEC.

A Organização Mundial da Saúde recomenda que os bebês sejam amamentados de forma exclusiva, pelo menos, seis meses após o nascimento. Após este período, recomenda-se a introdução de alimentos complementares, a fim de atender as quantidades nutricionais, minerais e energéticas necessárias às crianças. Produtos alimentares destinados a lactentes formam uma parte importante da dieta de muitos bebês, por isso é muito importante que esses alimentos contenham quantidades suficientes de minerais. Alimentação complementar inadequada é uma das principais causas das altas taxas de desnutrição nos países em desenvolvimento. Neste estudo, níveis dos elementos essenciais: Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se e Zn e dos elementos tóxicos: As, Cd e Hg foram determinados em amostras de vinte e sete diferentes produtos alimentares por Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA) e Espectrometria de Absorção Atômica (AAS). Para a validação da metodologia foram analisados os materiais de referência: INCT MPH-2 Mixed Polish Herbs e NIST SRM 1577b Bovine Liver para INAA e NIST SRM 1548a Typical Diet e NIST SRM 1547 Peach Leaves para AAS. As vinte e sete amostras de alimentos para bebês foram adquiridas em supermercados e drogarias da cidade de São Paulo. Os elementos essenciais e tóxicos foram determinados e a maioria das concentrações obtidas dos elementos essenciais estava abaixo das recomendações da Organização Mundial da Saúde, enquanto as concentrações dos elementos tóxicos foram inferiores ao limite superior tolerável. As concentrações baixas dos elementos essenciais obtidas nessas amostras indicam que as crianças não devem ser apenas alimentadas com esses alimentos comerciais. / The World Health Organization recommends that infants should be breastfed exclusively for at least six months after birth. After this period, it is recommended to start introducing complementary foods, in order to meet the child´s nutritional, mineral and energy needs. Commercial food products for infants form an important part of the diet for many babies. Thus, it is very important that such food contains sufficient amounts of minerals. Inadequate complementary feeding is a major cause of high rates of infant malnutrition in developing countries. In this study, essential elements: Ca, Cl, Co, Cr, Fe, K, Mg, Mn, Na, Se and Zn and toxic elements: As, Cd, Hg levels were determined in twenty seven different commercial infant food product samples by Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) and Atomic Absorption Spectrometry (AAS). In order to validate both methodologies the reference material: INCT MPH-2 Mixed Polish Herbs and NIST - SRM 1577b Bovine Liver by INAA and NIST - SRM 1548a Typical Diet and NIST - SRM 1547 Peach Leaves by AAS were analyzed. The twenty seven baby food samples were acquired from São Paulo city super markets and drugstores. Essential and toxic elements were determined. Most of the essential element concentrations obtained was lower than the World Health Organization requirements, while concentrations of toxic elements were below the tolerable upper limit. These low essential element concentrations in these samples indicate that infants should not be fed only with commercial complementary foods.

Submitted by Rosangela Silva (rosangela.silva3@unioeste.br) on 2017-08-30T14:53:20Z No. of bitstreams: 2 Ana Julia Penteado.pdf: 1485037 bytes, checksum: 723d1b3bedb90392ef459d2a4cedeca8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-30T14:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Ana Julia Penteado.pdf: 1485037 bytes, checksum: 723d1b3bedb90392ef459d2a4cedeca8 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2017-02-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Lithium carbonate is the main drug used to treat bipolar disorder. This medicine has a narrow therapeutic range and is usually used in a chronic way by the patients, generating the need for therapeutic monitoring by means of plasma lithium quantification. In addition, records of toxic effects from chronic medical use reinforce the need for a tool that assists in the treatment. Thus, a reliable methodology for the quantification of lithium and a therapeutic adjuvant emerge as a means to improve the quality of life of the patient. In our work, we used the flame atomic absorption spectrometer to validate the method for quantification of lithium and the results were satisfactory, because they complied with the required criteria, assuring the reliability of the method. In order to find a therapeutic adjuvant, N-acetylcysteine (NAC) was studied for presenting important characteristics against the toxic effects caused by lithium. In our results lithium presented toxic effects mainly inducing oxidative stress, while the coadministration of NAC reversed this effect in the liver, kidney and brain organs. The use of NAC as a therapeutic adjuvant has been shown to be promising, however, further studies need to be performed to better understand this relationship. / O carbonato de lítio é o principal medicamento utilizado no tratamento do transtorno bipolar. Este medicamento possuí estreita faixa terapêutica e geralmente é utilizado de forma crônica pelos pacientes, gerando a necessidade da monitorização terapêutica por meio da quantificação plasmática de lítio. Além disso, os registros de efeitos tóxicos decorrentes do uso medicinal crônico remetem a necessidade de uma ferramenta que auxilie no tratamento. Desta forma, uma metodologia confiável para a quantificação de lítio e um adjuvante terapêutico surgem como meios de melhorar a qualidade de vida do paciente. Em nosso trabalho, utilizamos o espectrômetro de absorção atômica de chama para validar um método para quantificação de lítio e os resultados foram satisfatórios, pois cumpriram os critérios exigidos, assegurando a confiabilidade do método. Com foco em buscar um adjuvante terapêutico, a N-acetilcisteína (NAC) foi estudada por apresentar características importantes contra os efeitos tóxicos causados pelo lítio. Em nossos resultados o lítio apresentou efeitos tóxicos principalmente induzindo o estresse oxidativo, enquanto que a coadministração de NAC reverteu esse efeito nos órgãos fígado, rim e cérebro. O uso da NAC como adjuvante terapêutico mostrou ser promissor, porém, mais estudos precisam ser realizados para entender melhor essa relação.

The interest in using sugarcane straw as a feedstock for bioenergy production has been increased considerably. However, indiscriminate straw removal may negatively affect soil functioning. Therefore, this work aimed to quantify and characterize soil solution translocating along the profile, under straw removal rates from the soil surface. Lysimeter systems were built with 1, 20, 50, and 100 cm soil columns, with a sandy clay loam texture, from a commercial sugarcane field in Piracicaba-SP, southeastern Brazil. The experiment was conducted in open area, where the lysimeters were subjected to rainfall and sun radiation. After the soil stabilization within the lysimeters, the treatments were added, consisting of four straw amounts (0, 3, 6, and 12 Mg ha-1), representing straw removal rates of 100 (bare soil), 75, 50, and 0%, respectively. After one year of the first straw addition, the same straw amounts were added again simulating the second harvest. Drained solution was collected and quantified by 17 months and soil moisture was determined over a period of two months using sensors. Dissolved organic carbon (DOC) concentration was measured in automatic analyzer. The soil solution and straw solution, made in water infusion, were characterized in High performance liquid chromatography (HPLC) to verify the presence of toxic compounds. After that, straw and soil solution were used in tests with soybean seed to evaluate the effects in plant germination and initial growth. At the end of the experiment, soil bulk density and soil organic carbon (SOC) analyses were performed. Remaining straw was weight before the new addition, and weight again at the end to determine the decomposition rates. The accumulated volume of solution drained was 30, 11 and 4% lower under 100, 75 and 50% removal rates compared to no removal. Bare soil stored less water, indicating susceptibility to lose water by evaporation. Simulation showed that 100% and 75% removal can induce longer periods of water restriction, which impair sugarcane growth. The DOC production on topsoil was higher in no straw removal; the retention was higher in 1 to 20 cm in no removal and higher in 20 to 50 cm in 50 and 75% removal rates. Bare soil released more DOC below 01 cm indicating a possible C loss. Below 100 cm DOC leachate was quite similar in all treatments, what shows a higher C retention and small C loss even in higher DOC production. Even with differences in DOC retention, increases in C stock below 5 cm were not noticed. We found many phenolic compounds in the straw solution, not found in the soil solution, indicating that in natural conditions straw does not release toxic compounds into soil solution. Plant growth was negatively affected by straw solution, but not by soil solution. Our findings suggest that the medium straw maintenance prevents variations and loss on soil water content. Higher straw amount increases DOC production, which likely alters its composition and subsequent retention in soil. Carbon stock did not increase in the soil subsurface, but probably will in the long-term. The higher straw removal, proportionally, the higher the C losses in the form of CO2 and DOC, consequently the lower soil C retention. More straw on soil surface release more C amounts to the soil, retained or translocated with soil water, may be stored in deeper soil layers. Higher water percolation in the soil profile does not mean higher C losses by leaching in deeper soil. This study has the practical objective of finding an amount of straw to be maintained in the field that ensures the C storage and the better soil functioning, and also supply feedstock for bioenergy production. / O interesse no uso da palha de cana-de-açúcar como matéria-prima para a produção de bioenergia vem crescendo consideravelmente. No entanto, a remoção excessiva da palha pode afetar negativamente o funcionamento do solo. Portanto, o objetivo deste trabalho foi quantificar e caracterizar a solução ao longo do perfil sob níveis de remoção de palha da superfície do solo. Para isso, foi construído um sistema de lisímetros com colunas de 1, 20, 50 e 100 cm de solo, de textura franco argilo arenosa, proveniente de área comercial de cana-de-açúcar em Piracicaba-SP, Brasil. O experimento foi conduzido em área aberta, sujeito a precipitação e luz natural. Depois da estabilização do solo dentro dos tubos, foram adicionados os seguintes tratamentos: 0, 3, 6 e 12 Mg ha-1 de massa seca, representando 100 (solo nu), 75, 50 e 0% de intensidade de remoção de palha, respectivamente, sendo adicionados novamente após um ano. A solução percolada foi coletada e quantificada por 17 meses, a umidade do solo foi determinada por dois meses usando sensores. A concentração de carbono orgânico dissolvido (COD) foi mensurada com analisador automático. A solução do solo e solução da palha, feita por infusão em água, foram caracterizadas em HPLC para verificar a presença de compostos tóxicos. Posteriormente, as soluções da palha e solo foram usadas em testes de sementes de soja para avaliar os efeitos na germinação e crescimento inicial. Ao final do experimento, foram realizadas análises de densidade do solo e carbono orgânica do solo (COS). A palha remanescente foi pesada após um ano, anterior a nova adição, e pesada novamente ao final do experimento, para determinar a taxa de decomposição. O volume de solução percolado foi 30, 11 e 4% menor em 100, 75 e 50% do que em 0% de remoção, respectivamente. O solo descoberto armazenou menos água, indicando susceptibilidade à perda de água por evaporação. A simulação mostrou que 100 e 75% de remoção induzem longos períodos de restrição hídrica, que pode prejudicar o crescimento da planta. A produção de COD na camada superficial foi maior no solo sem remoção; a retenção foi maior de 1 a 20 cm em solo sem remoção, e maior em 20 a 50 cm em 50 e 75% de remoção. O solo descoberto liberou mais COD em de 20 cm do que em superfície, indicando perda de C. Abaixo de 100 cm, o COD lixiviado foi similar nos tratamentos, indicando grande retenção de C e pequenas perdas por lixiviação, mesmo em alta produção de COD. Mesmo com diferenças na retenção de COD, não foi identificado aumento no estoque de C abaixo de 5 cm. Foram encontrados compostos fenólicos na solução da palha, não encontrados na solução do solo, indicando que em condições naturais a palha não libera quantidades significativas de compostos tóxicos na solução do solo. O crescimento de plantas foi negativamente afetado pela solução da palha, mas não pela solução do solo. Nossos resultados sugerem que a manutenção de quantidade média de palha previne perdas e variação no conteúdo de água do solo. Maior quantidade de palha aumenta a produção de COD, que provavelmente altera sua composição, alterando a retenção no solo. O estoque de C não aumentou consideravelmente em subsuperfície, mas muito provavelmente aumentará em escala de tempo maior. Quanto maior a remoção de palha, proporcionalmente maior as taxas de C liberadas na forma de CO2 e COD em subsuperfície, consequentemente, menor a retenção de C no solo. Maiores quantidades de palha na superfície liberam mais C para o solo, retido ou translocado com a água, podendo ser estocado em maiores profundidades do solo. Maior percolação de água no solo não significa maiores perdas de C por lixiviação em profundidade.

En les darreres dècades el nombre d'accidents ocurreguts en la industria química i durant el transport de mercaderies perilloses ha augmentat substancialment, registrant-se en la seva majoria en zones densament poblades. Els núvols de gasos tòxics solen originar-se en aquests accidents i malgrat que són menys probables que altres tipus d'accidents, poden afectar grans extensions i contaminar zones poblades, provocant greus conseqüències. Això comporta un gran repte per a les autoritats civils, que han d'avaluar i decidir l'àrea que cal evacuar i l'àrea en la que s'ha d'implementar el confinament com a mesura de protecció. L'avaluació de l'efectivitat del confinament comprèn tres etapes fonamentals: el càlcul de la dispersió exterior, el càlcul de la concentració interior en funció de la concentració exterior i l'avaluació dels efectes adversos per a la salut. Aquesta tesi s'enfoca principalment en l'estudi de la segona etapa, la qual és funció de la taxa d'infiltració d'aire en les edificacions.Inicialment es va realitzar una extensa revisió bibliogràfica sobre les tres etapes, fent èmfasi en la cerca de models pel càlcul de la concentració interior, la taxa d'infiltració y l'hermeticitat de les vivendes. Posteriorment, a través d'una anàlisi de sensibilitat es trobà que la taxa de renovació d'aire té una gran influencia sobre l'efectivitat del confinament i, a més, atès que aquesta varia per cada edificació, el coneixement de la seva distribució en una població és necessari per a una avaluació adequada de l'efectivitat del confinament, ja que suposar-la constant per a totes les edificacions pot comportar sobreestimacions o subestimacions del radi d'evacuació. Per tant, amb la finalitat d'obtenir una aproximació de la distribució de l'hermeticitat, es va aplicar el model desenvolupat pel Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), que prové de dades de vivendes nord-americanes, a les vivendes catalanes. De tota manera, els resultats obtinguts es trobaven esbiaixats a les zones climàtiques, essent les prediccions per a vivendes ubicades en zones seques més hermètiques que en zones humides. En el cas de Catalunya, on les tècniques constructives no varien significativament d'una zona a una altra i la majoria de vivendes estan construïdes a base de materials pesats, no és d'esperar una diferència tan marcada com la predita pel model del LBNL. Per tant, es va decidir desenvolupar un model per a les vivendes catalanes utilitzant la base de dades de taxes d'infiltració de vivendes unifamiliars del CETE de Lyon, ja que aquestes vivendes tenen més similitud amb les vivendes catalanes que no pas les nord-americanes.El model desenvolupat, denominat UPC-CETE, permet estimar l'hermeticitat de les vivendes unifamiliars en funció de l'àrea, el número de pisos, l'edat i el tipus d'estructura constructiva: lleugera o pesada. Els valors d'hermeticitat predits amb aquest model foren menors que els obtinguts amb el model del LNBL, tal com s'esperava. Finalment, per tal de validar i millorar el model desenvolupat, es van realitzar mesures de la taxa de renovació d'aire en diverses vivendes de Catalunya i també en habitacions prèviament condicionades per ser utilitzades com a refugi, per tal d'avaluar la reducció guanyada sobre la taxa de renovació de tota la vivenda. Com a mitjana, s'obtingueren reduccions d'un 35% i es trobà que les reduccions més grans tenien lloc en vivendes antigues, amb àrees petites d'una o dues plantes. El model UPC-CETE millorat a partir dels resultats obtinguts en les proves experimentals, s'incorporà a la metodologia per avaluar l'efectivitat del confinament en l'etapa d'estimació de la taxa de renovació d'aire, evitant l'ús d'un valor constant per a totes les vivendes i promovent així l'ús d'una distribució d'aquest paràmetre per secció censal afectada dins la població. / During the last decades the number of accidents in chemical industries and during transportation of hazardous substances has significantly increased, with most of them occurring in highly populated areas. One of the possible accidents is a toxic gas cloud, which although less common than other major hazards could affect larger areas reaching populated zones and producing more severe consequences. This implies then, a great challenge to emergency managers who must plan and decide the areas where protection measures should be implemented: shelter in place and/or evacuation. The assessment of the effectiveness of shelter in place is subjected to three main stages: the calculation of the outdoor gas dispersion, the estimation of indoor concentration from outdoor concentration and the evaluation of human vulnerability. This thesis is mainly focused on the study of the second stage which is primarily a function of buildings leakage.Initially we performed a bibliographic survey with special interest on the models to estimate indoor concentration from outdoor concentration, airtightness of dwellings and ventilation models. Then, through a sensitivity analysis, we found that the air exchange rate has a great influence on the effectiveness of shelter in place. Moreover, since this parameter is different for each building, the knowledge of the distribution of this variable in the affected population would lead to a more accurate assessment of the effectiveness of shelter in place, because if we assume it as a fix value, constant for all buildings, over or underestimations of the evacuation radius may occur. Therefore, with the aim of making an estimation of the airtightness distribution in Catalunya, we applied the model developed by the Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL), a model based on data from North American dwellings, to Catalan dwellings. The results obtained were influenced by climate zones, due to the coefficients of the model, being more airtight the predictions for dwellings located in dry climates than for dwellings in humid zones. In the case of Catalunya, where constructions techniques do not differ significantly from one zone to another and most of the dwellings consist of a heavy structure, a difference such as that predicted by the model of the LBNL is not expected. Consequently, we decided to develop a model for Catalan dwellings using the air leakage database from the CETE de Lyon, since French dwellings are more likely to Catalan dwellings than US dwellings. The model developed, named the UPC-CETE model, predicts the airtightness of single-family dwellings as a function of the floor area, the age, the number of stories and the structure type: light or heavy. The airtihgtness values predicted with this model were smaller than those predicted with the model of the LBNL, as was expected. Finally, in order to validate and improve the model developed we carried out a series of trials to measure the air exchange rate in some Catalan dwellings. Measurements in sealed rooms were also performed with the aim of assessing the reduction gained on the air exchange rate with regards to the air exchange rate of the whole dwelling. On average, we obtained reductions of 35% and found that larger reductions belonged to old dwellings with small floor areas and 1 or 2 stories. The improved model was incorporated on the methodology to assess shelter in place effectiveness on the stage concerning the estimation of the air exchange rate of the dwellings located on the affected zone; therefore, the assumption of a constant value is avoided. These measurements and the model constitute therefore the first proposal for estimating the airtightness distribution of single-family dwellings that could be used by Catalan authorities for emergency response planning.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-12T15:40:08Z No. of bitstreams: 1 DANIELA PASSOS SIMÕES DE ALMEIDA TAVARES - TESE PPGEQ 2016..pdf: 15494076 bytes, checksum: 86040371b4c9f0e560658409f7d3b95d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-12T15:40:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIELA PASSOS SIMÕES DE ALMEIDA TAVARES - TESE PPGEQ 2016..pdf: 15494076 bytes, checksum: 86040371b4c9f0e560658409f7d3b95d (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / Capes / O vazamento de fluidos tóxicos em tubulações submarinas devido à corrosão, erosão ou falhas na estrutura, geralmente conduzem a danos extensivos à vida marinha, saúde humana e recursos naturais. Quando um vazamento acidental ocorre, uma resposta rápida e adequada é necessária para reduzir as consequências ambientais. Logo, compreender, por exemplo, o comportamento da pluma de óleo vazado possibilita a determinação do percurso da pluma de óleo e a dispersão da mesma na correnteza marítima e, assim, propor técnicas e/ou tecnologias para eliminar ou minimizar os danos causados pelo vazamento. Neste sentido, foi realizado um estudo do comportamento da pluma e sua dispersão, adotando-se uma abordagem Euleriana-Euleriana. Foi utilizado um modelo matemático representativo da fluidodinâmica de uma pluma de óleo originada do vazamento em um riser tipo catenária. Adotou-se um escoamento bifásico (Modelo de Superfície Livre), isotérmico e turbulento (modelo k-ε padrão) para se resolver as equações de conservação de massa e momento linear utilizando ANSYS CFX® v.15. Os resultados dos campos de pressão, velocidade e fração volumétrica, além dos perfis de fração volumétrica possibilitaram a avaliação do comportamento da pluma e de sua dispersão no mar. Observou-se que a pluma atingiu a superfície marítima quando adotado altas velocidades de vazamento de óleo e baixas velocidades da correnteza marítima. Para os casos em que a densidade do óleo é maior, houve espalhamento lateral subsuperfície. Para os casos com maior velocidade do jato de óleo e menor velocidade da água do mar, na chegada do óleo à superfície observou-se que houve espalhamento horizontal a montante e a jusante do sentido de escoamento. A depender das condições de velocidade de vazamento, da correnteza marítima e da diferença de densidade percebeu-se uma tendência da pluma não atingir a superfície marítima. / The leak of toxic fluids in submarine pipes due to corrosion, erosion or failures in the structure, generally lead to extensive damage to marine life, human health and natural resources. When occurs an accidental leak, a quick and adequate response is needed to reduce the environmental consequences. Therefore, understand, for example, the behavior of leaked oil plume enables the determination of the oil plume path and the dispersion of the same in the sea current and like this propose techniques and/or technologies to eliminate or minimize the damage caused by the leak. In this sense, it was proposed a study of the behavior of plume and its dispersion, adopting an EulerianEulerian approach. It was used a representative mathematical model of the fluid dynamics of an oil plume originated from leak at riser in catenary format. It was adopted a two-phase flow (Free Surface Model), isothermal and turbulent (k-ε standard model) to solve the mass and momentum conservation equations using ANSYS CFX® v.15. The results of the pressure, velocity and volumetric fraction fields, and the volumetric fraction profiles allowed the plume behavior assessment and dispersal at sea. Also it was observed that the plume reaches the sea surface when adopted high velocities of oil leak and low velocities of sea current. For the cases in which the oil density is higher, there was lateral subsurface scattering. For the cases with higher velocity of the oil jet and lower velocity of the sea water, in the arrival of the oil to the surface it was observed that there was horizontal scattering upstream and downstream of the direction of flow. Moreover, depending on conditions of the leak velocity, of the sea current and of the density difference was noticed a tendency of the plume not reach the sea surface.

Os elementos potencialmente tóxicos (EPTs) estão presentes nos solos em concentrações dependentes do material de origem e das ações antrópicas. A adição de EPTs ao solo pelas atividades antrópicas pode ocasionar risco à saúde humana, já que estes elementos podem ser acumulados no organismo por meio do contato dérmico com o solo, da inalação de partículas em suspensão, de ingestão de solo e de alimentos contaminados. A contaminação dos alimentos ocorre pelo cultivo em áreas com alta biodisponibilidade de EPTs, e nessa condição ocorre absorção e translocação para a parte aérea, com possível acúmulo dos metais nas porções comestíveis, como raízes, frutos e grãos. A biodisponibilidade dos EPTs é regulada pelas características químicas dos elementos e por atributos do solo, como a CTC, o pH e a matéria orgânica (MO). Sintomas de toxicidade e alterações morfológicas e fisiológicas podem aparecer dependendo da absorção e da movimentação dos EPTs nas plantas. Objetivou-se neste trabalho avaliar o efeito da adição de bário (Ba), de cádmio (Cd), de cobre (Cu), de níquel (Ni) e de zinco (Zn) em amostras de um Neossolo Quartzarênico e um Latossolo Vermelho distrófico, sob duas condições de saturação por bases (30% e 50 ou 70%, dependendo da cultura), no cultivo de arroz (Oryza sativa), alface (Lactuca sativa), girassol (Helianthus annuus) e tomate (Solanum lycopersicum). Os EPTs nos solos foram extraídos com EPA 3051a, Água Régia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, HNO3 (0,43 mol L-1) e CaCl2 (0,01 mol L-1), e seus teores correlacionados com os presentes nas raízes, na parte aérea, nos frutos e com a quantidade acumulada pelas plantas. Os fatores de bioconcentração (FBC) e de transferência (FT) foram calculados para as culturas. O índice SPAD (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) foi determinado na fase vegetativa da alface, do arroz e do girassol, enquanto a atividade fotossintética foi determinada pelo IRGA (Infrared gas analyzer). Os maiores teores de EPTs foram observados nas plantas cultivadas no Neossolo. As quantidades de Cu, Ni e Zn acumuladas nas plantas apresentaram correlação positiva com os teores extraídos pelo EPA 3051a e pela Água Régia. Os teores extraídos com HNO3 (0,43 mol L-1) apresentaram elevada correlação positiva com os teores reativos extraídos com DTPA e com Mehlich 3, e também com as quantidades de EPTs acumuladas pelas plantas. Os FBCs foram mais altos nos solos com baixa CTC, baixos teores de MO e baixos valores de pH. O arroz apresentou a menor translocação de Cd do sistema radicular para os grãos. O Cu, o Ni e o Zn causaram alterações no desenvolvimento da alface e do girassol, e diminuíram a transpiração e a condutância estomática da alface. O arroz apresentou a menor absorção de EPTs e a maior tolerância ao Ba, ao Cd, ao Ni e ao Zn, no entanto, as plantas apresentaram maiores condutividade estomática e transpiração. / The concentration of potentially toxic elements (PTEs) in the soil depends on the parent material and human actions. The addition of PTEs to the soil through human activities may pose a risk to human health, as these metals can accumulate in the body when the skin is exposed to contact with soil, or particulate matter is inhaled; or soil and contaminated food are ingested. Food contamination occurs in areas where there is high bioavailability of PTEs, which can be absorbed by plants and translocated to the shoot, with possible metal accumulation in edible portions, such as roots, fruits and grains. The bioavailability of PTEs is governed by the chemical characteristics of the elements and by certain soil attributes, such as CEC, pH and organic matter (OM). Symptoms of toxicity and morphological and physiological changes may appear depending on the absorption and movement of PTEs in plants. The aim of this study was to evaluate the effect of barium (Ba), cadmium (Cd), copper (Cu), nickel (Ni) and zinc (Zn) in samples of an Entisol and an Oxisol under two conditions of base saturation (30% and 50% or 70%, depending on the culture) in the cultivation of rice (Oryza sativa), lettuce (Lactuca sativa), sunflower (Helianthus annuus) and tomato (Solanum lycopersicum). Contents of PTEs in soils were extracted with EPA 3051a, Aqua Regia, DTPA, Mehlich 1, Mehlich 3, 0.43 M HNO3 and 0.01 M CaCl2, and their levels were correlated with the PTEs levels in roots, in shoots, in fruits and with the amount accumulated by plants. The bioconcentration factor (BCF) and the transfer factor (TF) were calculated for the cultures. The SPAD index (Soil Plant Analysis Development - Chlorophyll Meter) was determined at the vegetative stage of lettuce, rice and sunflower, while photosynthetic activity was determined by IRGA (Infrared gas analyzer). The highest PTEs contents were observed in plants grown in the Entisol. Amounts of Cu, Ni and Zn accumulated in plants were positively correlated with the contents extracted by EPA 3051a and the Aqua Regia. The contents extracted with 0.43 M HNO3 had high positive correlation with the concentration extracted with DTPA and Mehlich 3, and with the amount of PTEs accumulated by plants. The BCFs were highest in soils with low CEC, low OM content and low pH values. Rice had the least translocation of Cd from the root to the grain. Cu, Ni and Zn caused changes in the development of lettuce and sunflower, and decreased transpiration and stomatal conductance of lettuce. Rice had the lowest PTEs absorption and the highest tolerance to Ba, Cd, Ni and Zn, however, the plants had greater stomatal conductance and transpiration.