Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08353.pdf: 6590819 bytes, checksum: 6bd431fef4518d9f2aacc4d2c2809274 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:97/07146-6

Submitted by Claudinei Pracidelli (cpracide@ipen.br) on 2015-08-07T14:31:04Z No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2015-08-07T14:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Diferentes técnicas têm sido desenvolvidas para eliminar micro-organismos de efluentes industriais e melhorar a sua qualidade final. Dentre elas, o uso de nanopartículas de prata (AgNPs) ancoradas em montmorilonita (MMT) tem demonstrado bons resultados. Neste contexto, este estudo teve por objetivo preparar híbridos de alginato de sódio (ALG) e MMT, com AgNPs ancoradas, visando sua posterior aplicação na desinfecção de efluentes industriais para águas de reuso. Inicialmente, as AgNPs foram sintetizadas por meio da redução química de íons prata com boroidreto de sódio, na presença de citrato de sódio. Em seguida, uma suspensão contendo AgNPs, MMT e ALG foi preparada. Os híbridos de MMT-ALG-AgNPs foram obtidos a partir do gotejamento da suspensão em uma solução aquosa de cloreto de cálcio (4,0% m/v). As AgNPs, assim como os híbridos, foram caracterizados por meio das técnicas de espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível (UV-Vis), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e difração de raios X (DRX). O conjunto de resultados confirmou a presença da MMT, com as AgNPs ancoradas em formato esférico, dispersa na matriz de alginato. Posteriormente, foi realizado o ensaio de difusão em ágar com dois tipos de micro-organismos (Escherichia coli e Staphylococcus aureus) para se verificar o potencial bactericida desses materiais. Os ensaios mostraram que houve a formação de zonas de inibição (ZOI) para ambas as bactérias. Os híbridos foram então utilizados na desinfecção de um efluente industrial e os resultados indicaram uma redução de 98,5% em termos de coliformes totais. Por fim, o efluente industrial foi submetido a outro processo de desinfecção utilizando radiação ultravioleta (UV), que é muito comum no tratamento de águas e efluentes, com a finalidade de comparar os resultados obtidos pelos dois métodos. Verificou-se que o percentual de remoção de coliformes totais, em relação ao tempo de contato, foi aproximadamente 16% maior no tratamento com os híbridos do que com a radiação UV, confirmando o potencial do material para o objetivo proposto. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2015-03-04T17:25:40Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rosa Helena Lovatel.pdf: 7996972 bytes, checksum: 8c1966fc85def630979bd727eb3dbdde (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T17:25:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Rosa Helena Lovatel.pdf: 7996972 bytes, checksum: 8c1966fc85def630979bd727eb3dbdde (MD5) / Different techniques have been developed to eliminate microorganisms from industrial wastewater and improve its final quality for reuse. Among them, the use of silver nanoparticles (AgNPs) anchored on montmorillonite (MMT) has shown good results. In this context, the aim of this study was to prepare hybrid materials from sodium alginate (ALG) and MMT, decorated with AgNPs, for application in the disinfection of industrial wastewater for reuse. Initially, AgNPs were synthesized by chemical reduction of silver ions with sodium borohydride in the presence of sodium citrate. Then, a suspension containing AgNPs, MMT, and ALG was prepared. The hybrid MMT-ALG-AgNPs was obtained from dripping the suspension in an aqueous solution of calcium chloride (4.0% w/V).The AgNPs and the hybrids were characterized by UV-visible absorption spectroscopy (UV-Vis), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction (XRD).The set of results confirmed the presence of MMT decorated with AgNPs of spherical shape dispersed in the ALG matrix. The evaluation of the bactericidal potential of the hybrids was performed by the agar diffusion assay with two types of micro-organisms (Escherichia coli and Staphylococcus aureus). The tests evidenced the formation of a prominent zone of inhibition (ZOI) for both bacteria. The hybrids were then used in the disinfection of an industrial wastewater. The results indicated a reduction of up to 98.5% of total coliforms. For comparison bases, the industrial wastewater was subjected to another disinfection process using ultraviolet radiation (UV), which is very common in the treatment of water and wastewater. It was found that the removal of total coliforms with the hybrids was approximately 16% higher than the UV radiation, thus confirming the potential of these materials for the purpose of this work.

A radiação ultravioleta (RUV) causa efeitos deletérios em ecossistemas aquáticos e terrestres. Um dos mecanismos de defesa criados pelos organismos para evitar estes danos é o acúmulo de compostos que absorvem RUV, dentre os quais os aminoácidos tipo micosporina (MAAs, do inglês mycosporine-like amino acids) representam uma classe importante. As MAAs são substâncias solúveis em água caracterizadas pela presença de uma unidade ciclo-hexenona ou ciclo-hexenimina conjugada com nitrogênio substituído por um aminoácido, aminoálcool ou grupo amino, apresentando absorção máxima entre 308 e 362 nm e altos coeficientes de absortividade molar. Dado o importante papel desempenhado pelas MAAs na fisiologia e bioquímica celular de algas, seja atuando como protetoras de RUV ou como antioxidantes, o objetivo desta tese foi expandir o corpo de conhecimentos disponíveis sobre a ocorrência e distribuição destes compostos em macroalgas brasileiras. Para atingir tal meta, foi necessário desenvolver procedimentos analíticos de isolamento por cromatografia líquida de alta eficiência (high procedure liquid chromatography, HPLC), de modo a gerar padrões que pudessem ser utilizados para a qualificação e quantificação de MAAs em extratos de algas. Foi necessário também desenvolver dois novos métodos de análise por HPLC acoplada a espectrometria de massas (HPLC-MS) - sendo um utilizado como método diagnóstico, capaz de indicar se há MAAs presentes em determinada amostra, e outro utilizado como método para quantificação. Todos os métodos trouxeram bons resultados, e os métodos por HPLC-MS foram utilizados para o estudo de diversas macroalgas coletadas na região intertidal de praias do litoral Sul do estado do Espírito Santo - Brasil. Apesar da localização restrita, é o maior estudo desta natureza realizado até então com algas do litoral brasileiro. Além disso, 11 dos 32 gêneros e 34 das 45 espécies presentes nesta tese nunca haviam sido alvo de nenhum estudo relacionado a MAAs. Nessas amostras, foi possível encontrar oito MAAs: chinorina, palitina, porphyra-334, asterina-330, palitinol, micosporina-2-glicina, o par cis/trans usujireno/paliteno e uma molécula desconhecida com relação massa-carga de 317 m/z ([M+H]+). Dentre elas, as três primeiras foram quantificadas de forma absoluta, e pôde-se perceber que as rodófitas apresentam níveis de MAAs sensivelmente maiores que as clorófitas e feófitas. Em relação à variedade, foi possível notar que, dentre as amostras que possuem dados do conteúdo de MAAs na literatura (seja para a espécie ou para o gênero), praticamente todas apresentam maior variedade de MAAs do que o anteriormente descrito. Foi encontrada a maior variedade de MAAs já descrita para uma alga parda: seis MAAs diferentes nas espécies Dictyopteris delicatula e Padina gymnospora coletadas na praia de Castelhanos - ES. Pôde-se detectar, pela primeira vez, a presença de MAAs em 32 espécies de macroalgas. Algumas espécies mostram-se fontes muito interessantes de MAAs para diferentes usos pela indústria, seja para a obtenção de compostos puros ou para a utilização de seus extratos como ingredientes de formulações de filtros solares. A molécula desconhecida, cujo íon quasimolecular [M+H]+ apresenta m/z 317, foi tentativamente identificada como sendo a micosporina-glicina-alanina. Este é o primeiro trabalho a descrever a ocorrência desta molécula in natura. / Ultraviolet radiation (UVR) exerts deleterious effects on aquatic and terrestrial ecosystems. One defense mechanism created by organisms to avoid this damage is the accumulation of UV-absorbing compounds, among which the mycosporine-like amino acids (MAAs) represent an important class. MAAs are water-soluble compounds characterized by the presence of a cyclohexenone or cyclohexenimine ring conjugated with amino acids, amino alcohols or other amino groups, presenting absorption maxima ranging from 309 nm to 362 nm and high molar extinction coefficients. Given their important role in algae physiology and cellular biochemistry, as photoprotective compounds or antioxidants, the objective of this thesis is to expand the available knowledge on the occurrence and distribution of MAAs in Brazilian macroalgae. To achieve this goal, it was necessary to develop an isolation methodology by high procedure liquid chromatography (HPLC), so as to generate standards for qualifying and quantifying MAAs in macroalgae extracts. It was also necessary to develop two new analysis methods by HPLC coupled to mass spectrometry (HPLC-MS) - one utilized as a diagnosis method, capable of indicating if there are MAAs in a given sample; and the other utilized as quantification method. All methods gave good results, and the ones relying on HPLC-MS were used to study several macroalgae collected at the intertidal region of beaches located in the south coast of Espírito Santo State - Brazil. This is the biggest study of this nature ever done with Brazilian macroalgae; besides that, 11 out of 32 genera and 34 out of 45 species herein tested had never had their content of MAA assessed. In these samples, it was possible to find eight MAAs: shinorine, palythine, porphyra- 334, asterina-330, palythinol, mycosporine-2-glycine, the cis/trans pair usujirene/palythene and an unknown molecule with mass-to-charge ratio of 317 m/z ([M+H]+). Among them, absolute quantification was performed for the first three ones, and it was possible to notice that red algae have higher MAA levels than green and brown algae. In terms of variety, it could be seen that, amongst the samples that have MAA data available in the literature (either for the species or for the genus), nearly all present a higher MAA variety than the previously described one. The highest variety ever recorded from brown algae is presented in this work: six different MAAs in Dictyopteris delicatula and Padina gymnospora, both collected at Castelhanos Beach - ES. For the first time, it was possible to detect MAAs in 32 species of macroalgae. Some species seem to be very interesting sources of MAAs for industrial purposes, either for obtaining pure compounds or for utilizing their extracts as ingredients of sunscreen formulas. The unknown molecule, with mass-to-charge ratio of 317 m/z ([M+H]+), was tentatively identified as mycosporine-glycine-alanine. This is the first work to describe the occurrence of this molecule in natura.

Nesta pesquisa estudou-se o emprego de radiação ultravioleta em reatores de batelada e em reator com escoamento contínuo (unidade comercial de alta intensidade), respectivamente em escala de laboratório e real. Os ensaios em batelada tiveram como finalidade monitoramento da potência radiante da lâmpada de baixa pressão de vapor de mercúrio durante a vida útil, determinação da intensidade média de radiação ultravioleta incidente no interior da câmara de desinfecção, obtenção dos coeficientes do modelo de Hom para coliformes totais, Escherichia coli e Clostridium perfringens e comparação da resistência à desinfecção desses microrganismos indicadores e colifagos. Os ensaios em sistema contínuo apresentaram como principal objetivo estudo da resistência dos microrganismos indicadores à desinfecção em condições de operação em escala real. Nos ensaios de desinfecção utilizou-se esgoto sanitário tratado em nível secundário. Os microrganismos indicadores apresentaram a seguinte ordem decrescente de resistência à desinfecção: C. perfringens, coliformes totais, E. coli e colifagos. As percentagens de inativação de C. perfringens, coliformes totais, E. coli e colifagos nos ensaios em batelada variaram de 0 a 99,882%, 36,3 a 99,999%, 21,8 a 100% e de 86,5 a 100%, respectivamente. Os resultados de inativação obtidos para coliformes totais e E. coli apresentaram ajustes pelo modelo de Hom com valores de R2 superiores a 0,81 e 0,76, respectivamente. Comprovou-se que a instalação contínua é inadequada para efluentes com elevadas concentrações de sólidos em suspensão e matéria orgânica. / In this research the use of ultraviolet radiation was studied in batch and continuous flow (high intensity commercial unit) reactors, respectively in laboratory and real scale. The batch assays were aimed to monitor the wattage of the low-pressure mercury lamp during its lifetime, to determine the mean ultraviolet radiation intensity inside disinfection chamber, to obtain Hom model coefficients for total coliforms, Escherichia coli and Clostridium perfringens and to compare the resistance to disinfection of these indicator microorganisms and coliphages. The assays in the continuous system presented as main objective to study the resistance of these indicator microorganisms to disinfection in real scale operational conditions. In the disinfection assays wastewater treated by a secondary level was used. The indicator microorganisms presented the following decreasing order of disinfection resistance: C. perfringens, total coliforms, E. coli and coliphages. C. perfringens, total coliforms, E. coli and coliphages inactivation percentages in batch assays varied from 0 to 99,882%, 36,3 to 99,999%, 21,8 to 100% and from 86,5 to 100%, respectively. The inactivation results obtained for total coliforms and E. coli presented adjustments by Hom model with R2 values above 0,81 and 0,76, respectively. It was proved that the installation of high intensity is not adequate for effluents with high concentration of suspended solids and organic matter.

Diferentes técnicas têm sido desenvolvidas para eliminar micro-organismos de efluentes industriais e melhorar a sua qualidade final. Dentre elas, o uso de nanopartículas de prata (AgNPs) ancoradas em montmorilonita (MMT) tem demonstrado bons resultados. Neste contexto, este estudo teve por objetivo preparar híbridos de alginato de sódio (ALG) e MMT, com AgNPs ancoradas, visando sua posterior aplicação na desinfecção de efluentes industriais para águas de reuso. Inicialmente, as AgNPs foram sintetizadas por meio da redução química de íons prata com boroidreto de sódio, na presença de citrato de sódio. Em seguida, uma suspensão contendo AgNPs, MMT e ALG foi preparada. Os híbridos de MMT-ALG-AgNPs foram obtidos a partir do gotejamento da suspensão em uma solução aquosa de cloreto de cálcio (4,0% m/v). As AgNPs, assim como os híbridos, foram caracterizados por meio das técnicas de espectroscopia de absorção na região do ultravioleta e visível (UV-Vis), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier (FT-IR) e difração de raios X (DRX). O conjunto de resultados confirmou a presença da MMT, com as AgNPs ancoradas em formato esférico, dispersa na matriz de alginato. Posteriormente, foi realizado o ensaio de difusão em ágar com dois tipos de micro-organismos (Escherichia coli e Staphylococcus aureus) para se verificar o potencial bactericida desses materiais. Os ensaios mostraram que houve a formação de zonas de inibição (ZOI) para ambas as bactérias. Os híbridos foram então utilizados na desinfecção de um efluente industrial e os resultados indicaram uma redução de 98,5% em termos de coliformes totais. Por fim, o efluente industrial foi submetido a outro processo de desinfecção utilizando radiação ultravioleta (UV), que é muito comum no tratamento de águas e efluentes, com a finalidade de comparar os resultados obtidos pelos dois métodos. Verificou-se que o percentual de remoção de coliformes totais, em relação ao tempo de contato, foi aproximadamente 16% maior no tratamento com os híbridos do que com a radiação UV, confirmando o potencial do material para o objetivo proposto. / Different techniques have been developed to eliminate microorganisms from industrial wastewater and improve its final quality for reuse. Among them, the use of silver nanoparticles (AgNPs) anchored on montmorillonite (MMT) has shown good results. In this context, the aim of this study was to prepare hybrid materials from sodium alginate (ALG) and MMT, decorated with AgNPs, for application in the disinfection of industrial wastewater for reuse. Initially, AgNPs were synthesized by chemical reduction of silver ions with sodium borohydride in the presence of sodium citrate. Then, a suspension containing AgNPs, MMT, and ALG was prepared. The hybrid MMT-ALG-AgNPs was obtained from dripping the suspension in an aqueous solution of calcium chloride (4.0% w/V).The AgNPs and the hybrids were characterized by UV-visible absorption spectroscopy (UV-Vis), transmission electron microscopy (TEM), scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR), and X-ray diffraction (XRD).The set of results confirmed the presence of MMT decorated with AgNPs of spherical shape dispersed in the ALG matrix. The evaluation of the bactericidal potential of the hybrids was performed by the agar diffusion assay with two types of micro-organisms (Escherichia coli and Staphylococcus aureus). The tests evidenced the formation of a prominent zone of inhibition (ZOI) for both bacteria. The hybrids were then used in the disinfection of an industrial wastewater. The results indicated a reduction of up to 98.5% of total coliforms. For comparison bases, the industrial wastewater was subjected to another disinfection process using ultraviolet radiation (UV), which is very common in the treatment of water and wastewater. It was found that the removal of total coliforms with the hybrids was approximately 16% higher than the UV radiation, thus confirming the potential of these materials for the purpose of this work.

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:52:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:02:52Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Um método dosimétrico para avaliação da exposição à radiação ultravioleta foi estabelecido com os detectores Al2O3:C InLight e com o sistema leitor OSL microStar e software, da Landauer, associados às técnicas de Luminescência Opticamente Estimulada (OSL) e Luminescência Opticamente Estimulada Fototransferida (PTOSL). As etapas principais do trabalho foram: caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica OSL; caracterização dos detectores Al2O3:C InLight, pré-condicionados, em relação às fontes de RUV solar e artificial, utilizando a técnica PTOSL; e aplicações práticas dos detectores Al2O3:C InLight, sem pré-condicionamento e pré-condicionados, em locais de exposição à RUV solar e RUV artificial proveniente de processos de soldagens elétrica e TIG (Tungsten Inert Gas). Os detectores Al2O3:C InLight apresentaram respostas OSL e PTOSL satisfatórias em relação aos parâmetros: comprimento de onda, tempo de iluminação UV, irradiância, exposição radiante e dependência angular, quando expostos à RUV. Esses detectores mostraram estimulação máxima OSL e PTOSL para o comprimento de onda de 330 nm, o que os torna uma opção viável para detecção e dosimetria da radiação na faixa UVA. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:12Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:58Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A comparação dos resultados obtidos utilizando-se uma única sessão de terapia fotodinâmica (PDT) com diodos emissores de luz (LEDs) de 630 nm no tratamento de carcinoma espinocelular (CEC) de gatos foi o objetivo principal do presente estudo, onde duas diferentes composições de precursores da protoporfirina IX (PPIX), o metil aminolevulinato (MEALA) e o ácido aminolevulínico (ALA) foram testados. Dezenove animais com um total de 24 lesões de CEC cutâneo confirmadas pelo estudo histopatológico foram distribuídos em dois grupos; o primeiro foi tratado com MEALA e o segundo com ALA. Pelos resultados negativos em testes sorológicos para detecção dos vírus da imunodeficiência felina (FIV) e vírus da leucemia felina (FeLV), não foi possível correlacionar a ocorrência dessas doenças virais com a incidência de CEC cutâneo nos gatos estudados. A temperatura da superfície cutânea, monitorada durante a PDT não apresentou aumento significativo (t < 3oC) nos dois grupos. Todos os animais foram submetidos a exame clínico e sanguíneo (hemograma e função hepato-renal) antes e após o tratamento, não havendo nenhuma alteração que inviabilizasse a inclusão dos mesmos no protocolo experimental e nem alterações atribuídas ao tratamento. A quantificação imunoistoquímica para o antígeno nuclear de proliferação celular (PCNA) foi realizada como um fator prognóstico do tratamento, porém, os resultados obtidos foram inconclusivos para esse fim. No grupo MEALA, de 10 lesões tratadas, 30% apresentaram respostas completas, 30% apresentaram respostas parciais, 20% apresentaram resposta mínima e em 20% dos casos não houve resposta ao tratamento. Já no grupo ALA foram tratadas 14 lesões, com 28,6% de resposta parcial, 50% de resposta mínima e 21,4% sem resposta. A PDT mostrou-se promissora no tratamento de CEC cutâneo de gatos dentro das condições estudadas, com melhores resultados quando realizada com o MEALA. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:09:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 08353.pdf: 6590819 bytes, checksum: 6bd431fef4518d9f2aacc4d2c2809274 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN/CNEN-SP / FAPESP:97/07146-6