Magíster en Bioquímica área de especialización Bioquímica Ambiental y Memoria para optar al Título de Bioquímico / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento hasta enero de 2019 / La Antártica es el continente más austral de la tierra, contiene cerca del 80% de las reservas de agua dulce del planeta y presenta una serie de condiciones extremas, como bajas temperaturas y alta radiación ultravioleta. A pesar de esto, el hombre ha sido capaz de sobrevivir en la región y realizar actividades científicas y de explotación durante más de 80 años. Como consecuencia, las distintas zonas habitadas han sufrido contaminación, principalmente asociada a diesel. Este compuesto es nocivo, ya que presenta una gran cantidad de moléculas orgánicas como hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) y compuestos inorgánicos como metales pesados (Cd, Cr y Pb). La descontaminación de HAPs se puede llevar a cabo mediante procesos físicos, químicos y biológicos. Los procesos biológicos representan una opción ecológica, económica y segura, que involucra una menor alteración de los suelos y en consecuencia constituye una excelente alternativa para la descontaminación del territorio Antártico. A la fecha, se ha reportado un gran número de bacterias capaces de degradar HAPs. Sin embargo, debido al Tratado Antártico no está permitido ingresar microorganismos o ADN foráneo al continente, por lo que se hace vital encontrar bacterias nativas que puedan ser usadas en la biorremediación de diesel en Antártica. Debido a su mayor solubilidad en agua, menor toxicidad para el humano y similitud estructural con otros HAPs, el compuesto que se utiliza como modelo para aislar y estudiar microorganismos degradadores de HAPs es el fenantreno. En base a lo expuesto, se planteó la hipótesis: “La presencia de hidrocarburos aromáticos policíclicos y metales pesados en suelos antárticos ha favorecido el desarrollo de bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales”. El objetivo general de este trabajo fue aislar y caracterizar bacterias antárticas resistentes a metales pesados (Cd, Cr y Pb) y evaluar su capacidad de metabolizar fenantreno. Para esto se utilizó muestras de suelo antártico obtenido de distintas zonas expuestas y no expuestas a diesel, las cuales fueron caracterizadas química y biológicamente. Además, se aisló y caracterizó bacterias degradadoras de fenantreno resistentes a metales y se estudiaron los procesos asociados a la degradación de fenantreno. Durante este trabajo de tesis se utilizó muestras de suelo obtenidas de la 49° Expedición Científica Antártico (ECA 49°): 4 muestras de suelos no expuestos a diesel (A0, B4, C3 y C8) y 4 muestras de suelos expuestos a diesel (D3, D4, E2 y E4). El análisis del suelo determinó la presencia de HAPs en los suelos expuestos a diesel, en promedio 1000 veces más concentrado que en los suelos sin exposición. Además, en los suelos D3 y D4 (suelos expuestos a diesel) se observó una mayor concentración de cadmio y plomo total en comparación a todas las muestras, sobre los 30 y 600 mg Kg-1, respectivamente. Respecto a la caracterización biológica, el suelo expuesto a diesel D4 presentó mayor actividad biológica y número de heterótrofos, relacionado directamente al contenido de HAP (el suelo D4 presentó la mayor concentración del hidrocarburo, ̴ 30 mg Kg-1). De los 8 suelos se aisló 350 microorganismos, de los cuales 53 fueron capaces de degradar fenantreno. Mediante un screening desarrollado durante esta tesis basado en espectroscopía de fluorescencia total asociada a calibración multivariada, se seleccionó 3 aislados por su alto nivel de degradación. Estos microorganismos se caracterizaron, en particular la cepa D43FB (identificada como Pseudomonas flavescens) resiste 25 mg L-1 de Cd+2 y 5 mg L-1 de Cr+6. Además, tras 7 de incubación es capaz de degradar hasta un 80% de fenantreno en medio M9 con el hidrocarburo como única fuente de carbono. Al agregar 0.025, 0.05 y 0.5 mg L-1 de Cd+2 el porcentaje de degradación es 60, 26 y 25 mg L-1, respectivamente. Además, en un proceso de bioaumetación de suelos degrada aproximadamente un 75% de los hidrocarburos presentes en el terrario. Por otro lado, a este aislado se asoció su capacidad de degradar fenantreno a la facultad de formar biopelículas y adherirse a cristales de este compuesto, junto con descartar la liberación de biosurfactante o la quimiotaxis. Siendo una excelente alternativa para más ensayos de biorremediación de suelos. El trabajo planteado tiene profundas implicaciones para estudios en biorremediación y potencialmente podría representar una alternativa de descontaminación de ecosistemas antárticos aprovechando los bio recursos propios de la Antártica. La proyección de este trabajo está asociada a dilucidar completamente los procesos asociados a la degradación de Pseudomonas flavescens D43FB y continuar ensayos de biorremediación en terrarios, y así eventualmente terminar la investigación en un proceso in situ en Antártica / Antarctica is the southernmost continent on earth, contains ~80% of the planet's fresh water and presents a series of extreme conditions such as low temperatures and high ultraviolet radiation. Despite this, the man has been able to survive in the region doing scientific and operational activities for over 80 years. Consequently, various inhabited areas have been contaminated mainly with diesel. This compound is harmful, because it is composed by organic molecules such as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) and heavy metals (Cd, Cr and Pb). Decontamination of PAHs can be accomplished by physical, chemical and biological processes. Biological processes represent an ecological, economical and safe option that involves a minor alteration of the soil and thus is an excellent alternative for the decontamination of the Antarctic territory. To date, a large number of bacteria capable of degrading PAHs has been reported, however due to the Antarctic treaty is prohibited to enter foreign DNA and microorganisms to the mainland, so it is vital to find native bacteria that can be used in diesel bioremediation. Due to its higher solubility in water, lower toxicity to humans and structural similarities to other PAHs, the compound used as a model to isolate and study PAH degraders is phenanthrene. Based on the above, in this thesis the following hypothesis was proposed: "The presence of polycyclic aromatic hydrocarbons and heavy metals in Antarctic soils has favored the development of phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals". The overall objective of this work was to isolate and characterize Antarctic bacteria resistant to heavy metals (Cd, Cr and Pb) and assess their ability to metabolize phenanthrene. To accomplish this, Antarctic soils obtained from different areas exposed to diesel were characterized chemically and biologically. Also, phenanthrene degrading bacteria resistant to heavy metals were isolated and characterized, and the degradation mechanisms involved were studied. Soil samples were obtained during the 49th expedition to the Antarctic continent (ECA 49), 4 soils none exposed to diesel (A0, B4, C3 and C8) and 4 soils exposed to diesel (D3, D4, E2 and E4). Soil analysis determined the presence of tri-aromatic polycyclic hydrocarbons in soil exposed to diesel, on average 1000 times more concentrated than in soils with no exposure. Moreover, D3 and D4 soils (exposed to diesel) display a greater cadmium concentration and total lead when compared to all samples, ~30 and 600 mg Kg-1, respectively. Regarding the biological characterization, soil exposed to diesel D4, display greater biological activity and heterotrophes, a result that was directly related to PAH content (D4 soil display the highest concentration of hydrocarbons, ~30 mg Kg-1). This relationship was confirmed by a soil enrichment test with phenanthrene, where it was observed that phenanthrene acts as a supplement in soils exposed to diesel. 350 environmental microorganisms were isolated from the 8 Antarctic soils, 53 of them were able to degrade phenanthrene. Three of them were selected for their high capacity to degrade the hydrocarbon. These isolates were selected through a screening developed during this thesis, based on total fluorescence spectroscopy associated to second order multivariate calibration. Selected isolates were characterized and the resistance to heavy metals was determined. In particular, strain D43FB (corresponding to Pseudomonas flavescens) resists 25 mg L-1 of Cd+2 and 5 mg L-1 of Cr+6. After 7 days, this bacterium was able to degrade ~80% of phenanthrene in M9 medium with the hydrocarbon as a sole carbon source. By adding 0.025, 0.05 and 0.5 mg L-1 of Cd+2 this value decreases to 60, 26 and 25 mg L-1, respectively. Moreover, in a bioaugmentation assay of soil the isolate is capable of degrading ̴75 % of PAH present in the terrarium. In the other hand, the capacity of this microorganism to degrade phenanthrene was associated with their ability to form biofilm and adhere to phenanthrene crystals. The proposed work has profound implications for bioremediation studies and potentially could represent an alternative for the decontamination of Antarctic ecosystems. The projection of this work is linked to fully elucidate the mechanism of degradation of Pseudomonas flavescens D43FB and continue testing bioremediation in terrariums, and so eventually complete the investigation with an in situ process in Antarctica / Fondecyt, INACH T_19-11 e INACH MT-05_13

Doctora en Química / Autorizada por el autor, pero con restricción para ser publicada a texto completo en el Portal de tesis, hasta enero de 2017 / Los hidrocarburos aromáticos policíclicos (HAPs) son una familia de más de 100 compuestos orgánicos; presentan al menos dos anillos aromáticos fusionados y son derivados principalmente de la combustión incompleta de biomasa y combustibles fósiles. Son ubicuos y su formación, fuentes y depositación son ampliamente estudiadas. En este contexto, es muy relevante su control en muestras ambientales. La presencia de los HAPs en diferentes matrices de Antártica y Groenlandia (suelos, sedimentos, nieve y agua de mar) ha sido detectada en niveles muy bajos de concentración. Debido a los niveles del orden de ultratrazas de estos compuestos en matrices acuosas de zonas remotas, las etapas de extracción y pre-concentración son requeridas previo a su determinación analítica. La extracción homogénea líquido-líquido (HLLE) constituye un método promisorio en cuanto a exactitud y precisión y presenta una serie de ventajas de tipo práctico (simple, tiempos cortos de extracción, bajo costo y uso de pequeños volúmenes de solvente) y entre ellas destaca la posibilidad de usar pequeños volúmenes de muestra, como los obtenidos en sistemas de fusión en continuo con muestreo discreto de testigos de hielo; dichas muestras son homogéneas y permiten obtener alta resolución temporal para el estudio de composición química en testigos de hielo. El objetivo de esta investigación fue desarrollar una metodología analítica basada en HLLE apropiada para el estudio de hidrocarburos aromáticos policíclicos en muestras acuosas prístinas obtenidas desde un testigo de hielo de Antártica. En HLLE los analitos son extraídos desde una solución homogénea en un pequeño volumen de fase sedimentada, formada por el fenómeno de separación de fases, en un sistema de componentes ternarios. La metodología de extracción se desarrolló y optimizó mediante técnicas de diseño multivariado utilizando cromatografía líquida de alta eficiencia con detección de arreglo de diodos (HPLC-DAD) para, posteriormente, validar el método de determinación de los compuestos por cromatografía líquida de alta eficiencia con detección de fluorescencia (HPLC-FLD), a fin de obtener límites de detección y cuantificación apropiados, de acuerdo a los niveles de concentración esperados en las muestras. La extracción desde muestras acuosas muy diluidas se realizó por adición de una mezcla de cloroformo y metanol y agitación manual por 30 segundos. La separación de fases fue por adición de NaCl, recuperándose el extracto (fase sedimentada) por centrifugación. Aplicando un diseño factorial a tres niveles con tres factores (33) se establecieron las condiciones óptimas de extracción y determinación simultánea para naftaleno, fenantreno, antraceno, benzo[k]fluoranteno, benzo[b]fluoranteno acenaftileno, fluoreno, fluoranteno, benzo[a]pireno (BaP), benzo[g,h,i]perileno, dibenzo[a,h]antraceno, indeno[1,2,3-c,d]pireno, (BghiP) acenafteno, pireno y criseno. Las condiciones óptimasde extracción fueron: 10% m/v de NaCl, 1,2 mL de CH3OH y 120 μL de CHCl3 (solvente extractante) para 3,5 mL de muestra. Los factores de enriquecimiento logrados fluctuaron entre 32 y 43 en el intervalo 8-50 ng mL-1 para la metodología HLLE-HPLC-DAD y desde 34 a 49 en el intervalo 0,03-0,11 ng mL-1 para HLLE-HPLC-FLD. Las recuperaciones de los HAPs bajo las condiciones óptimas a niveles de concentración de 20 ng mL-1 fluctuaron entre 67 y 92%, con desviaciones estándar relativas entre 0,7 y 5,1 %. Para la detección por fluorescencia las recuperaciones variaron entre 71 y 99 % en el intervalo de concentraciones de 0,048-0,130 ng mL-1, con desviaciones estándar relativas entre 1,1 y 9,9%. Para HLLE-HPLC-FLD la sensibilidad analítica/ límites de detección/ límites de cuantificación estuvieron entre 0,0078/ 0,0203/ 0,0676 ng mL-1 para fluoranteno y 0,0006/ 0,0015/ 0,0051 ng mL-1 para antarceno. Un comportamiento lineal para la extracción fue establecido, con valores de R2 entre 0,9654 para fluoranteno y 0,9998 para antraceno. La aplicación de HLLE-HPLC-FLD en muestras acuosas prístinas, correspondientes a secciones de un testigo de hielo, permitió la detección y cuantificación en el orden de los pg mL-1 de la mayoría de los analitos (menos BaA y coroneno) en las muestras, encontrándose diferencias a diferentes profundidades al considerar el total de HAPs estudiados. / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are a family of over 100 organic compounds, having at least two fused aromatic rings. They are derived mainly from the incomplete combustion of fossil fuel and biomass. PAHs are ubiquitous and their formation, sources and fate have been extensively reviewed. In this context their control on environmental samples is highly relevant. The presence of PAHs in various matrices in Antarctica and Greenland (soil, sediment, snow and sea water) has been detected at very low concentrations levels. According to the ultra-trace levels in aqueous matrices from remote areas an extraction and pre-concentration step, prior to the analytical determination is required. Homogeneous liquid–liquid extraction (HLLE) is a promising method for the determination of organic compounds in aqueous matrices because of its accuracy and precision. In addition it presents several practical advantages (simple, with short extraction times, low cost and use of small volumes of solvent). This technique allows using small sample volumes, such as those attained from continuous ice core melter system with discrete sampling for different chemical analysis. These samples are homogeneous and provide a high temporal resolution for the study of ice core chemical composition. The objective of this research was to develop an analytical methodology based on HLLE appropriate for the study of polycyclic aromatic hydrocarbons in pristine aqueous samples obtained from an ice core of Antarctic. In HLLE analytes are extracted from a homogeneous solution in a small volume of sedimented phase formed by a phase separation phenomenon in a ternary component system. The extraction methodology was developed and optimized using multivariate design by using high-performance liquid chromatography with diode array detection (HPLC-DAD) for the analytical determination of PAHs. In a second stage the method was validated for the determination of compounds by high-performance liquid chromatography with fluorescence detection (HPLC-FLD) in order to achieve the appropriate limits of detection (LODs) and quantification (LOQs) according to the possible concentration levels of samples. The extraction from very dilute aqueous samples was performed by adding a mixture of chloroform and methanol and manual shaking for 30 seconds. Phase separation was performed by adding NaCl and the extract (sedimented phase) was recovered by centrifugation. The optimization was carried out by applying a three-level factorial design with three factors (33) for the simultaneous extraction and analytical determination of 15 PAHs from water samples: naphthalene, phenanthrene, anthracene, acenaphthylene, fluorene, fluoranthene, benzo[k]fluoranthene, benzo[b]fluoranthene benzo[a]pyrene, acenaphthene, benzo[g,h,i]perylene, chrysene, pyrene, dibenzo[a,h]anthracene and indeno [1,2,3-c,d] pyrene. Optimal conditions were: 10% w/v of NaCl, 1.2 mL of CH3OH and 120 μL of CHCl3 (extracting solvent) for 3.5 mL of sample. The enrichment factors obtained were between 32 and 43 in the range 8-50 ng mL-1 for the HLLE-HPLC-DAD methodology and from 34 to 49 in the range 0.03-0.11 ng mL-1 for HLLE-HPLC-FLD. Recoveries under optimal conditions for a PAHs concentration levels of 20 ng mL-1 varied between 67 and 92% with a relative standard deviation between 0.7 and 5.1 %. For fluorescence detection mean recoveries were 71-99 % in the concentration range 0.048 -0.13 ng mL-1, with a relative standard deviation of 1.1-9.9% Analytical sensitivity/detection limit and quantification limits for the whole method varied between 0.0078/ 0.0203/ 0.0676 ng mL-1 for fluoranthene and 0.0006/ 0.0015/ 0.0051 ng mL-1 for anthracene. A linear behavior for the extraction method was established with R2 values between 0.9654 for fluoranthene and 0.9998 for anthracene. The application of HLLE-HPLC-FLD to aqueous pristine samples from ice core sections allowed the detection and quantification in the order of pg mL-1, of most analytes (less coronene and BaA) in samples. Significant differences were found at different depths when the total PAHs under study were considered. / Conicyt

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / El Tratado Antártico marca un hito jurídico-político en la historia del continente blanco.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-29T16:55:21Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2452260 bytes, checksum: 3ad031754f3e7cc870067b0eb63a6c2f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T16:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2452260 bytes, checksum: 3ad031754f3e7cc870067b0eb63a6c2f (MD5) Previous issue date: 2005-03-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Na Península Keller, localizada na Ilha Rei George, Antártica Marítima, os teores de metais pesados em solos, sedimentos costeiros e coberturas vegetais foram estudados, com relação aos teores totais, assim como às diferentes frações minerais e orgânica que controlam a biogeoquímica desses elementos. O estudo pretendeu servir de base para o monitoramento ambiental dos ecossistemas costeiros da Península. Os trabalhos foram conduzidos nos laboratórios do Departamento de Solos da Universidade Federal de Viçosa, a partir das amostras coletadas durante a XXI Operação Antártica. Os solos apresentaram grande variabilidade nas propriedades físico-químicas em função da grande variação e mistura de materiais de origem, e da ocorrência generalizada de mineralizações sulfetadas, cuja oxidação, gerando drenagem ácida, aumentou a biodisponibilidade de alguns metais. A afinidade calci-alcalina das rochas da região reflete-se nos teores de metais nos solos, que apresentaram Cu como único elemento-traço em concentração anômala, e teores totais de Al bastante altos, associado com elevada adsorção de fósforo, quando presente. Além disso, a intensidade da crioturbação e variação do nível do permafrost e da camada ativa dos solos nestes ambientes periglaciais foram fatores determinantes na pedogeoquímica, exceto em áreas de maior estabilidade da paisagem, gerando um padrão de distribuição de elementos até certo ponto caótico. Isso condicionou uma difícil separação de materiais, tanto morfológica quanto geoquimicamente. Os padrões geoquímicos são influenciados também pela salinidade costeira e variações hídricas sazonais na camada ativa, gerando condições arídicas nas partes elevadas da península, que mascaram a tendência à acidificação dos materiais sulfetados. Apesar disso, a oxidação de sulfetos com conseqüente drenagem ácida induz ao aprofundamento geral do perfil de alteração. A variação do nível do permafrost, aliado à crioturbação e solifluxão, interferem no estabelecimento de valores de referência para ambientes periglaciais, como a Península Keller. Assim, há uma grande anisotropia vertical e horizontal. O estabelecimento do mapa pedogeoquímico só foi possível pela boa definição de padrões de campo e sua identificação nas aerofotos produzidas. Entre os 17 domínios mapeados, os principais domínios pedogeoquímicos identificados em Keller são: (1) solos ácidos e de coloração amarelo-clara, influenciados pela oxidação de sulfetos, onde os teores de Al são muito elevados e ocorre lixiviação por drenagem ácida, com concentração de metais em fases mais trocáveis; (2) solos básicos, de coloração escura/acinzentada pelos minerais máficos presentes, e maior concentração de metais na fração residual. Em Keller, atividade ornitogênica é relativamente fraca, mas também influencia os padrões pedogeoquímicos locais. Com base na extração seqüencial, valores nulos de Pb e Cd, em todos os solos, sendo estes usualmente associados a atividades antropogênicas, ilustra que a Península Keller não sofreu contaminação relevante em seus ecossistemas terrestres, ao contrário de evidências de sedimentos marinhos, que mostram alguma concentração de Pb e outros metais. Teores nulos ou abaixo do limite de detecção pela técnica de Espectrofotometria de Emissão Óptica com Plasma acoplado por Indução, tornam promissor o monitoramento de longo prazo destes elementos, em áreas selecionadas, para avaliar possíveis contaminações advindas das atividades humanas. Valores nulos de As ilustram que os sulfetos presentes em Keller não mostram arsenopirita como componente. A maficidade das rochas influenciam a composição geoquímica, com teores mais elevados de Fe e Mn, mas teores baixos de Ni e Cr, evidenciando que não possuem contribuição ultrabásica relevante, corroborando a natureza cálci-alcalina das rochas vulcânicas mais comuns na região. Os teores de metais como Ba, Sr e Mn encontrados em elevadas concentrações nas coberturas vegetais analisadas, refletem a alta biodisponibilidade destes na região. A grande capacidade de bioacumulação de metais por briófitas e Usneas, corroborada pelas concentrações nas plantas acima dos teores naturais de alguns elementos litogênicos podem levar a conclusões equivocadas a respeito de contaminação antrópica. No entanto, Briófitas representam promissores bioprospectores de contaminação em meio aquoso, enquanto liquens como Usnea, podem ser utilizados para biomonitoramento de elementos de proveniência atmosférica nos ecossistemas costeiros da Península Keller. / In Keller Península, King George Island, Maritime Antarctica, the amount of heavy metals in soils, coastal sediments and plants were studied, with reference to total plant amounts, as well as to the organic or mineral fractions controlling the biogeochemistry of these elements. The study aimed to subsidize the environmental monitoring of terrestrial ecosystems of Keller Península. Studies were conducted in the laboratories of the soil science department of Federal University of Viçosa, in soil samples collected during the XXI Brazilian Antarctic Operation. The soils showed variability in their physico-chemical properties, in function of the great mixture of different parent-materials, as well as to the occurrence of sulfide mineralization, generating acidity, enhancing the bioavailability of some metals. The chalco- alkaline nature of the volcanic rocks in the region is corroborated by the metal contents in the soils, where Cu is the only metal with abnormal levels; aluminium amounts are very light, causing a higher P absorption to occur. The intensity of cryoturbation and variations in permafrost and active layer xivdepths in these periglacial envronments were important factors to explain the pedo-geochemistry, except for the most stable landscapes; this has led to a relatively randomic distribution of elements in, and between, soils. This has also led to difficulties in the adequate separation of soil materials, based on either morphological or chemical aspects. The geochemical behaviour is influenced by coastal salinity and moisture variations in the active layer, causing aridic conditions in the upper parts of the landscape, masking the tendency for soil acidity in sulfide-rich materials in the upper parts. Overall, sulfide oxidation led to greater soil development. Due to spatial and temporal variations in the permafrost, as well as to the intense solifluction during the summer, there is severe limitation for establishing background levels for heavy metals in terrestrial ecosystems of Keller. Also, there is high anisotropy both horizontal and vertical in the soils studied. Hence, the identification of pedogeochemical units in the map was only possible, after a good definition of field patterns and their proper identification in the aerial photos. Among the seventeen pedogeochemical domains identified in Keller, the main ones are: (1) acid soils with light brown-yellowish colors, influenced by sulfide oxidation, associated with high Al, acid drainage and greater mobility of metals; (2) basic soils, with dark greyish colors due to mafic minerals present, and greater metal concentration in the residual forms. In Keller, the ornithogenic activity in relatively weak, but has also an influence in the pedogeochemical background, locally. Based on the seqüential extraction procedure, an absence of Pb and Cd in all soils indicates that Keller does not have a high anthropogenic input, and that no serious contamination occurs in the terrestrial ecosystems, contrary to evidence from the coastal marine sediments, which shows some concentration of Pb and other metals. The absence of anthropogenic metals (Pb and Cd) by ICP spectrometry suggests a promising use of these heavy-metals for the long- term monitoring of selected areas, aiming to evaluate possible contamination caused by human activities. No detection of As in all soils illustrates that the sulfides in Keller does not possess arsenopirite as component. The maficity of volcanic rocks has influenced the geochemical composition of soils, with high Fe and Mn amounts, associated with low Cr and Ni, indicating no xvtendency for ultrabasic rocks, corroborating the calci-alkaline nature of the basalts and andesite volcanics of the region. Higher amounts of metals, such as Ba, Sr and Mn, in some plant materials studied are the result of hight soil bioavailability in Keller. The good capacity of bioaccumulation in mosses and lichens (Usnea) with greater concentration of metals compared with local substrates, can mislead the conclusions of contamination. However, mosses have shown to be promising bioprospectors of contaminated soil/water medium, whereas the lichens may used for the biomonitoring of elements coming atmospheric inputs in terrestrial environments of Keller Peninsula.

Este estudo teve como objetivo avaliar a magnitude da exposição de pinguins do gênero Pygoscelis da Antártica ao mercúrio total (HgT), selênio (Se) e cobre (Cu) e verificar a variabilidade destes elementos-traço de acordo com suas características biológicas, para tal foram utilizadas penas do peito de Pygoscelis papua (n=30), P. antarctica (n=21) e P. adeliae (n=48) que corresponderam àquelas coletadas em animais da Ilha Rei George, Antártica. Encontrou-se níveis aparentemente inferiores de HgT e Se em P. papua tendo também sido a espécie que mais se distinguiu das outras duas. Além disto, houve correlação entre os níveis de HgT e Se para as espécies P. antarctica e P. adeliae indicando que é possível que ocorra nos pinguins um processo de destoxificação do mercúrio orgânico por meio do selênio, porém isto não pôde foi confirmado. Ressalta-se que o atual estudo é o primeiro a relatar níveis de HgT em penas do peito da espécie P. antarctica, sendo esta informação relevante para o entendimento e conservação desta espécie de pinguim da Antártica. De modo geral o cobre (8346/32545 ng/g p.s. mín/máx) foi o elemento que apareceu em concentrações maiores se comparado ao selênio (618,7/7923,5 ng/g p.s. mín/máx) e mercúrio total (114,6/1180,2 ng/g p.s. mín/máx). Estas elevadas concentrações de cobre nas penas possivelmente se deve a incorporação via alimentação composta essencialmente de krill, que é um crustáceo de altas concentrações deste elemento essencial. Genericamente foi possível observar que todas as informações reportadas no atual trabalho, tais como as correlações entre os elementos-traço (HgT e Se) e características biológicas, mostram que as três espécies de pinguins analisadas seguem padrões distintos de distribuição de elementos-traço possivelmente porque apresentam dieta diferenciada, além disto, é provável que as características individuais influenciem nestes padrões, e por isto devem ser avaliadas para um melhor entendimento da distribuição dos elementos-traço nestes animais. Observa-se que as concentrações do elemento-traço não essencial HgT aparentemente não constituiu uma ameaça aos pinguins porque foi inferior ao nível considerado prejudicial a aves, enquanto o selênio é um elemento que deve ser constantemente monitorado pois exibiu concentrações próximas àquelas considerada danosa para aves quando incorporadas via dieta. Verificou-se que a presença dos elementos-traço não constitui uma ameaça a saúde dos Pygoscelis da Ilha Rei George, apesar disso, faz-se necessária a realização de um programa de monitoramento constante nesta região, que é uma área ainda considerada como não impactada pela ação antrópica. / This study assessed the magnitude of Antarctic penguins, genus Pygoscelis, exposure to trace elements as total mercury (THg), selenium (Se) and copper (Cu) to check some variations of these elements according to biological characteristics of the animals. To conduct this, breast feathers of Pygoscelis papua (n = 30), P. antarctica (n = 21) and P. adeliae (n = 48) were taken and analysed from seabirds collected from King George Island, Antarctica. Apparently was found lower levels of THg and Se in P. papua than in others penguins species, and this one specie also corresponded to the greater different trace element level found in Pygoscelis penguins. It was found correlation between THg and Se levels for P. antarctica and P. adeliae indicating that it is possible that the penguins can have detoxification process of the organic mercury by selenium, but this could not be confirmed. It is noteworthy that present study is the first to report THg levels in breast feathers of the species P. antarctica, being this information relevant for the understanding and conservation of this species of penguin in Antarctica. Overall, copper (8346/32545 ng / g d.w. min / max) was the element that appeared in higher concentrations compared to selenium (618.7 / 7923.5 ng / g d.w. min / max) and total mercury (114 , 6/1180, 2 ng / g d.w. min / max). These high concentrations of copper in feathers is possibly caused by incorporation through food items of the penguins, that consists mainly of krill. This crustacean also have high concentrations of this essential element. It was observed that all the information reported in this study, such as correlations between trace elements (THg and Se) and biological characteristics, show that the three penguin species follow different patterns of distribution of trace elements, and it is perhaps because they have diet differentiated. Moreover, it seems that the individual characteristics also influence these patterns, and therefore should be evaluated for a better understanding of the distribution of trace elements in these animals. It was observed that the concentrations of non-essential trace element THg apparently not constitute a threat to penguins because it was below the level considered harmful, while selenium is an element that must be constantly monitored because exhibited concentrations close to those considered potentially harmful to birds when incorporated via diet. It was found that the presence of trace elements does not constitute a threat to the health of Pygoscelis from King George Island. Nevertheless, a constant monitoring program is necessary for the region, which is still considered a preserved environment.

Made available in DSpace on 2016-06-02T20:21:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissGFL.pdf: 1075766 bytes, checksum: 734fd08c18408c7d2c0fd1aac12d45bd (MD5) Previous issue date: 2002-06-05 / Universidade Federal de Minas Gerais / Hemoglobin samples of Catharacta maccormiki (Skua), an Antarctic bird, collected in winter and in summer were studied. Starch gel eletrophoretic pattern hemoglobin oxygen affinities on blood and stripped hemoglobin; influence of organic phosphates that may change affinity and level of those intra-erythrocytic phosphates were analyzed. No differences were found in Hb-O2 affinities for samples collected in winter and in summer, which leads to believe that migration (Winter) is not a factor for the oxygen affinities in blood. Bohr effect for both situations was practically the same (Φ= -2,1), indicating normal Bohr effect. The 5 samples show a electrophoretic pattern of two components, so, no evidence of intra-specific variation was found. For the stripped hemoglobin the P50 values were inferior to the ones obtained for whole blood, showing a higher affinity for the hemoglobin to oxygen in the absence of possible modulators. The Bohr effect in the alkaline side (pH 7 8) was normal (Φ = -1,9), and in the acid side it was reverse, characteristic of birds hemoglobin. The influence of organic phosphates that could affect oxygen affinity was also tested. 2,3-diphosphoglycerate (2,3DPG) and inositol hexaphosphate (IHP) were added to the stripped hemoglobin in order to test them as modulators. Negative hemoglobin oxygen affinity modulation was observed after addition of both phosphates. IHP is more effective than 2,3DPG. For animal collected during winter only the GTP was present in its erythrocytes, while the summer ones ATP was found instead of GTP. No differences was found in the concentration of inositol penta and hexaphosphsphate in samples collected in the two seasons. No 2,3DPG were found in any sample. / Foram estudadas amostras de hemoglobinas de Catharacta maccormicki, ou skua, uma espécie de ave antártica, coletadas no inverno e no verão. Foram analisados: o padrão eletroforético das Hb em gel de amido; as afinidades hemoglobina-oxigênio em sangue total e na forma stripped; a influência de fosfatos orgânicos capazes de alterar essa afinidade e os níveis destes fosfatos intraeritrocitários. Não foram encontradas, em sangue, diferenças na afinidade Hb-O2 para amostras coletadas no inverno e no verão, o que nos leva a crer, a princípio, que a migração (inverno) não seja um fator determinante para modificações funcionais a este nível. A amplitude de efeito Bohr para as duas situações foi praticamente a mesma, φ= -2,1 , indicando efeito Bohr normal para ambas. Em eletroforese, os 5 exemplares coletados, mostraram dois componentes, não havendo, portanto indicações de variação intra-específica. Em hemoglobina stripped os valores de P50 são inferiores aos obtidos para equilíbrio em sangue total, evidenciando uma maior afinidade da hemoglobina ao oxigênio na ausência de possíveis moduladores. O efeito Bohr do lado alcalino (pH 7 8) foi normal, amplitude φ =-1,9 e do lado ácido (pH 6 7), reverso, característica de hemoglobinas de aves. Também testamos a influência dos fosfatos orgânicos que podem alterar esta afinidade. Os moduladores testados foram o 2,3-difosfo glicerato (2,3 DPG) e o inositol hexafosfato (IHP) que foram adicionados à hemoglobina stripped. Observamos modulação negativa da hemoglobina com a adição destes, sendo o do IHP mais efetivo que o 2,3DPG. Em animais coletados no inverno, encontramos apenas a presença de GTP em seus eritrócitos. Porém, animais do verão, GTP foi ausente e ATP presente. Observamos não existir diferenças entre a concentração dos tipos de inositóis encontrados para as duas situações, sendo que encontramos, tanto em amostra de inverno quanto em de verão, a presença de IP5 e IP6 conjuntamente, e em quantidades relativamente semelhantes. 2,3DPG intraeritrocitário não foi encontrado em qualquer amostra.

Este estudo teve como objetivo avaliar a magnitude da exposição de pinguins do gênero Pygoscelis da Antártica ao mercúrio total (HgT), selênio (Se) e cobre (Cu) e verificar a variabilidade destes elementos-traço de acordo com suas características biológicas, para tal foram utilizadas penas do peito de Pygoscelis papua (n=30), P. antarctica (n=21) e P. adeliae (n=48) que corresponderam àquelas coletadas em animais da Ilha Rei George, Antártica. Encontrou-se níveis aparentemente inferiores de HgT e Se em P. papua tendo também sido a espécie que mais se distinguiu das outras duas. Além disto, houve correlação entre os níveis de HgT e Se para as espécies P. antarctica e P. adeliae indicando que é possível que ocorra nos pinguins um processo de destoxificação do mercúrio orgânico por meio do selênio, porém isto não pôde foi confirmado. Ressalta-se que o atual estudo é o primeiro a relatar níveis de HgT em penas do peito da espécie P. antarctica, sendo esta informação relevante para o entendimento e conservação desta espécie de pinguim da Antártica. De modo geral o cobre (8346/32545 ng/g p.s. mín/máx) foi o elemento que apareceu em concentrações maiores se comparado ao selênio (618,7/7923,5 ng/g p.s. mín/máx) e mercúrio total (114,6/1180,2 ng/g p.s. mín/máx). Estas elevadas concentrações de cobre nas penas possivelmente se deve a incorporação via alimentação composta essencialmente de krill, que é um crustáceo de altas concentrações deste elemento essencial. Genericamente foi possível observar que todas as informações reportadas no atual trabalho, tais como as correlações entre os elementos-traço (HgT e Se) e características biológicas, mostram que as três espécies de pinguins analisadas seguem padrões distintos de distribuição de elementos-traço possivelmente porque apresentam dieta diferenciada, além disto, é provável que as características individuais influenciem nestes padrões, e por isto devem ser avaliadas para um melhor entendimento da distribuição dos elementos-traço nestes animais. Observa-se que as concentrações do elemento-traço não essencial HgT aparentemente não constituiu uma ameaça aos pinguins porque foi inferior ao nível considerado prejudicial a aves, enquanto o selênio é um elemento que deve ser constantemente monitorado pois exibiu concentrações próximas àquelas considerada danosa para aves quando incorporadas via dieta. Verificou-se que a presença dos elementos-traço não constitui uma ameaça a saúde dos Pygoscelis da Ilha Rei George, apesar disso, faz-se necessária a realização de um programa de monitoramento constante nesta região, que é uma área ainda considerada como não impactada pela ação antrópica. / This study assessed the magnitude of Antarctic penguins, genus Pygoscelis, exposure to trace elements as total mercury (THg), selenium (Se) and copper (Cu) to check some variations of these elements according to biological characteristics of the animals. To conduct this, breast feathers of Pygoscelis papua (n = 30), P. antarctica (n = 21) and P. adeliae (n = 48) were taken and analysed from seabirds collected from King George Island, Antarctica. Apparently was found lower levels of THg and Se in P. papua than in others penguins species, and this one specie also corresponded to the greater different trace element level found in Pygoscelis penguins. It was found correlation between THg and Se levels for P. antarctica and P. adeliae indicating that it is possible that the penguins can have detoxification process of the organic mercury by selenium, but this could not be confirmed. It is noteworthy that present study is the first to report THg levels in breast feathers of the species P. antarctica, being this information relevant for the understanding and conservation of this species of penguin in Antarctica. Overall, copper (8346/32545 ng / g d.w. min / max) was the element that appeared in higher concentrations compared to selenium (618.7 / 7923.5 ng / g d.w. min / max) and total mercury (114 , 6/1180, 2 ng / g d.w. min / max). These high concentrations of copper in feathers is possibly caused by incorporation through food items of the penguins, that consists mainly of krill. This crustacean also have high concentrations of this essential element. It was observed that all the information reported in this study, such as correlations between trace elements (THg and Se) and biological characteristics, show that the three penguin species follow different patterns of distribution of trace elements, and it is perhaps because they have diet differentiated. Moreover, it seems that the individual characteristics also influence these patterns, and therefore should be evaluated for a better understanding of the distribution of trace elements in these animals. It was observed that the concentrations of non-essential trace element THg apparently not constitute a threat to penguins because it was below the level considered harmful, while selenium is an element that must be constantly monitored because exhibited concentrations close to those considered potentially harmful to birds when incorporated via diet. It was found that the presence of trace elements does not constitute a threat to the health of Pygoscelis from King George Island. Nevertheless, a constant monitoring program is necessary for the region, which is still considered a preserved environment.

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / La regulación de la Antártida, fue un desafío importante en el ámbito internacional durante el siglo XX. Diversos Estados, con intereses divergentes en aquellos parajes, lograron ponerse de acuerdo en el Tratado de Washington de 1959. Poniendo así la piedra fundamental sobre la cual se ha construido todo un sistema de normativas y regulaciones, que hoy se denomina “Sistema Antártico”. Parte fundamental de este Sistema, es la Convención para la Conservación de los Recursos Vivos Marinos Antárticos, la cual tiene como principal objetivo la conservación de este valioso ecosistema. En el presente trabajo queremos profundizar sobre el valor que tiene esta particular convención en el Derecho Internacional y destacar el inmenso aporte que ha realizado en la regulación de importantes aspectos económicos, científicos y jurídicos que se relacionan profundamente con la naturaleza del Continente Blanco. Abordaremos, a su vez, la participación de nuestro país en tan importante instrumento y evaluaremos el desempeño de Chile en los foros internacionales que han sido originados a raíz de esta Convención

Memoria (licenciado en ciencias jurídicas y sociales) / No autorizada por el autor para ser publicada a texto completo / El propósito de esta investigación es aportar a la interpretación de las normas del Sistema Antártico en relación a la actividad turística que se desarrolla en la zona. Asimismo se buscará esclarecer las dudas que se presentan en torno al sistema de responsabilidad al cual se acogen los operadores de turismo en el territorio antártico. Para efectos de esta memoria, se considerarán los instrumentos propios del Sistema del Tratado Antártico, con especial atención al Protocolo sobre Protección del Medio Ambiente (en adelante Protocolo) y a su anexo VI sobre responsabilidad emanada de emergencias ambientales. Se analizará la aplicación del principio precautorio y cómo éste puede manifestarse en las evaluaciones de impacto ambiental (en adelante EIA), previstas en el artículo 8 del Protocolo. Se trabajará bajo una perspectiva de análisis crítico ante la falta de una normativa legalmente vinculante de la actividad turística y se observarán las virtudes y desventajas que plantea la autorregulación que ha desarrollado la Asociación Internacional de Operadores Turísticos Antárticos (IAATO, por sus siglas en inglés), de carácter no gubernamental

Los buques oceanográficos están equipados para llevar a cabo misiones de investigación científica: analizando las características biológicas y físicas del océano, o realizando tareas de observación meteorológica e hidrográfica del mar. Con estos propósitos, las naves científicas se diseñaron para estudiar innumerables actividades oceanográficas. En la actualidad, los buques de investigación oceanográficas de IMARPE, adquiridos hace décadas, no cuentan con una infraestructura hidrodinámica adecuada que les permita navegar por el océano Antártico. Por este motivo, se plantea un rediseño hidrodinámico de este tipo de navíos, realizando modificaciones en los sistemas de propulsión, maniobrabilidad y forma del casco; además, se pretende disminuir su impacto ambiental, que, a su vez, cumplan con los reglamentos internacionales de las sociedades de clasificación marítima. Para esto, se utilizará el software MaxSurf, donde se diseñará el buque con las modificaciones correspondientes, se harán los respectivos análisis hidrodinámicos, resistencia y maniobrabilidad. Además, en todo el proceso se empleará el reglamento de Lloyd’s Register, proporcionando los estándares apropiados para la construcción y diseño del buque oceanográfico.