Thesis (Ph. D.)--Miami University, Dept. of Zoology, 2004. / Title from second page of PDF document. Includes bibliographical references (p. 116-127).

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.

Orientador: Classius de Oliveira / Coorientador: Cláudia Regina Bonini Domingos / Banca: Antonio Sebben / Banca: Luciana de Souza Ondei / Resumo: Os anfíbios sofrem influência de diversos contamiantes que podem afetar o seu ciclo de vida. O benzo[α]pireno (BaP) é um composto biocumulativo encontrado na atmosfera, água e solo. Para mensurar como o BaP interfe nos anuros Physalaemus cuvieri e Leptodactylus fuscus utilizamos alguns biomarcadores de contaminação, como: os melanomacrófagos hepáticos, que são células com função de detoxificação; mastócitos, com função de proteção em respostas inflamatórias; micronúcleos (MN), fragmentos de DNA resultantes de exposição a agentes tóxicos e também os glóbulos brancos, pois alteração do padrão dos leucócitos indica que o animal não está nas suas condições normais (está sob influência de estresse, poluentes). A princípio foi feita a descrição do fígado das espécies com microscopia de luz e eletrônica de transmissão. Notou-se que o tecido hepático é semelhante entre elas, especialmente a disposição dos hepatócitos em cordão duplo. Para o estudo com o BaP utilizou-se 36 animais de cada espécie divididos em 6 tratamentos. Injetou-se por via cutânea 2mg/kg de BaP diluído em óleo mineral e nos controles apenas óleo mineral (mesma via). Seguiram-se os processos para análise hepática e sanguínea. Com 7d de tratamento, a área de melanina reduziu nas duas espécies e em 13d aumentou em L. fuscus. A diminuição pode estar relacionada ao efeito citotóxico do composto e o aumento, com o ajuste fisiológico. Houve aumento da densidade de mastócitos nas duas espécies e em todos os tratamentos. Essa resposta está relacionada com a função de proteção em respostas inflamatórias. Não houve alteração na frequência dos MN em nenhuma espécie, provavelmente porque as células mais danificadas sofreram morte celular ou perderam a capacidade de entrar em mitose. L. fuscus, em 13d, teve aumento dos neutrófilos devido à sua função em... / Abstract: Amphibians are influenced by several pollutants that may affect their life cycle. Benzo[α]pyrene (BaP) is a bioaccumulative contaminant found in the atmosphere, water and soil. In order to measure how this pollutant acts in the species Physalaemus cuvieri and Leptodactylus fuscus, specific biomarkers were utilized, such as hepatic melanomacrophages, which displays detoxification functions; mast cells, which are protective cells during inflammatory response; micronuclei (MN), DNA fragments resulting from the exposure to toxic agents; white blood cells, due to leukocytes patterns alterations indicating that the organism is not in its normal conditions. Initially, the description of the species liver (6 animals of each species) was performed by means of light and transmission electron microscopy. It was observed that the hepatic tissue is very similar between species. For the BaP study, 36 animals of each species were used, divided in 6 treatments. The treated ones received a subcutaneous injection (2 mg/kg) of BaP, diluted in mineral oil, while control animals received only mineral oil. The following processes were performed for blood and light microscopy analysis: with 7d of treatment, melanin area were reduced in both species, followed by an increased in 13d for the species L. fuscus. This decline may be related to the cytotoxic effect of the compound or the organism physiological adjustment. Mast cells displayed increased density in both species and in all treated groups. This response is linked to the cells' protection function on inflammatory responses. No changes in MN frequency were found for both species, probably because most damaged cells underwent apoptosis or lost the capacity of initializing mitosis. After 13d of treatment, an increase in neutrophils was observed, given its function in inflammatory responses, such as a decrease in eosinophils, due to immune ... / Mestre

O benzo[a]pireno é um contaminante da classe dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) oriundo do processo pirolítico a partir da combustão incompleta da matéria orgânica. Possui potencial carcinogênico, mutagênico e baixa degradação no meio ambiente, gerando preocupações ambientais. O presente estudo visa desenvolver uma metodologia de biorremediação eficiente para o contaminante benzo[a]pireno em solo inerte, previamente contaminado com uma concentração conhecida. Para a biorremediação foi avaliado o potencial da utilização de um consórcio microbiano com a bactéria Pseudomonas aeruginosa, e os fungos Candida albicans, Aspergillus flavus e Fusarium sp. Para comprovação da redução do contaminante foi realizada uma quantificação inicial e final das amostras via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). As análises foram realizadas a partir da correlação das áreas dos picos de padrões com as áreas obtidas das amostras extraídas. O tempo de incubação dos microrganismos foi de cinquenta dias, com monitoramento do crescimento microbiano a cada sete dias. As amostras foram divididas em três grupos, caracterizando a triplicata de todas as análises. Para cada grupo foi monitorado o crescimento dos microrganismos na presença e na ausência do contaminante. Para cada via foi pesado 55 g de solo, adicionado a solução contendo 6,2 mg L-1 do contaminante benzo[a]pireno (menos a via do branco) e adicionado 800μL do consórcio microbiano. As amostras ficaram em estufa na temperatura de 35°C durante o período de incubação. A quantificação inicial anterior ao processo de incubação dos microrganismos, foi obtida uma média de 3,74 mg kg-1, representando a adsorção do contaminante no solo. Para o monitoramento microbiano, foram observadas pelas curvas do crescimento dos microrganismos representativas diferenças, nas amostras do branco, que não continham B[a]P obtiveram um leve crescimento, tempo de vida curto, em torno de sete a quatorze dias, e um decrescimento brusco e repentino, enquanto as amostras com o contaminante B[a]P mostraram um número maior de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de amostra, tempo de vida maior e um decrescimento normal. Esta diferença no comportamento dos microrganismos indicou a utilização o carbono orgânico do contaminante como fonte de energia, demonstrando a possibilidade da efetivação do processo de biorremediação. Após esta etapa, realizou-se a quantificação final do solo, foi obtida uma média de 1,29 mg kg-1. Avaliando ambas concentrações, antes e após o processo, constatou-se uma degradação do contaminante em 65,51%±0,95. Com estes resultados, comprovou-se a eficiência da metodologia proposta neste trabalho para a biorremediação do benzo[a]pireno. / Benzo[a]pyrene is a contaminant class of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) arising from the pyrolytic process of incomplete combustion of organic matter. Are carcinogenic potential , mutagenic and low degradation in the environment, causing environmental concerns. This study aims to develop a methodology for efficient bioremediation of contaminant benzo[a]pyrene in soil inert previously contaminated with a known concentration. For bioremediation potential was evaluated using a microbial consortium with Pseudomonas aeruginosa bacteria and Candida albicans , Aspergillus flavus and Fusarium sp fungi. To prove the reduction of contaminant was performed to quantify the initial and final samples via gas chromatography- mass spectrometry (GC - MS). The analyzes were performed from the correlation of peak areas of standards with the areas obtained from extracted samples. The incubation of microorganisms was fifty days with monitoring of microbial growth every seven days. The samples were divided into three groups, featuring all of triplicate analyzes. For each group was monitored growth of micro-organisms in the presence and absence of the contaminant. For each route was weighed 55 g of soil added to a solution containing 6,2 mg L-1 of the contaminant benzo[a] pyrene ( the path of least white) and added to 800μL of a microbial consortium, which consists of a mixture of each species. The samples were left in an oven at 35°C. The quantification process prior to initial incubation of microorganisms was obtained an average of 3,74 mg kg-1, representing the adsorption of contaminants in the soil. For monitoring microbial curve was observed for the growth of microorganisms that the samples of the blank, containing no B[a]P had a slight growth short lifetime , about seven to fourteen days and decrease rate, while samples with contaminant B[a]P showed greater formation of Colony Forming Units (CFU) per gram of sample, lifetime , and a greater decrease normally. This difference in behavior indicated microorganisms using organic carbon as a dopant source of power, demonstrating the possibility of the realization of the bioremediation process . After this step, the measurement was carried out final soil was obtained an average of 1.29 mg kg-1. Evaluating concentrations both before and after the process , it was found a degradation of contaminant in 65.51 ± 0.95 % . With these results proved the efficiency of the methodology proposed in this work for the bioremediation of benzo[a]pyrene.

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.

Benzo[a]pireno (BaP) é um contaminante ambiental formado durante a combustão incompleta ou pirólise de material orgânico. O papel do BaP como um potente agente mutagênico e carcinogênico está bem definido, no entanto, poucos estudos foram publicados relacionados aos efeitos neurotóxicos provocados por este composto. Devido a presença de BaP como contaminante de alimentos e água, o objetivo deste trabalho foi investigar os efeitos da administração subcrônica oral de BaP, nas concentrações de 1 mg/kg e 2 mg/kg, em ratos machos e fêmeas sobre parâmetros comportamentais (atividade locomotora e memória de reconhecimento de objetos), dano ao DNA através do ensaio cometa, medida do conteúdo e secreção da proteína S100B, medida de GFAP e alterações na via das MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). As duas doses utilizadas neste estudo são equivalentes aos níveis de contaminação em fumantes, consumidores de grandes quantidades de produtos como carne defumada, grelhados e peixes, ou mesmo em indivíduos com alta exposição ocupacional. Como resultados, encontramos, que a atividade locomotora aumentou nos animais tratados com BaP, tanto os machos como as fêmeas. No teste de reconhecimento de objetos, os machos apresentaram um déficit na memória de curta duração, memória esta não testada no grupo das fêmeas. O dano ao DNA foi significativamente maior nos animais tratados com BaP, onde foi observado danos de classe três e quatro, os mais graves. No imunoconteúdo de GFAP os animais tratados com BaP apresentaram uma tendência de aumento de astrogliose hipocampal, que provavelmente poderá ser confirmada se aumentarmos o tempo de administração. A secreção de S100B apresentou-se alterada tanto no líquor quanto no soro, a qual pode atuar tanto na sinalização neurônio-astrócito, em condições fisiológicas ou patológicas, quanto em diversas doenças neurodegenerativas. Foi observado também alteração na via das MAPKs, onde o tratamento com BaP diminuiu a fosforilação da ERK2 hipocampal, não alterando as demais testadas. O BaP foi capaz de induzir danos ao DNA, alterar a atividade locomotora, prejudicar a memória e alterar parâmetros neuroquímicos dos animais, mesmo em uma concentração encontrada como contaminante de alimentos e água, apontando para a necessidade de uma legislação mais eficiente para este composto, visto que pode acarretar sérios problemas à saúde. / Benzo[a]pyrene (BaP) is an environmental contaminant formed during incomplete combustion or pyrolysis of organic material. The role of the BaP as a potent mutagenic and carcinogenic agent is well defined; however, few studies have been published related to the neurotoxic effects of BaP. Due to the presence of BaP as a contaminant of food and water, the objective of this study was to investigate the effects of subchronic oral administration of BaP, concentrations of 1mg/kg and 2mg/kg, in male and female rats on behavioral parameters (locomotor activity and object recognition memory), DNA damage through comet assay, as the content and secretion of S100B, measure of GFAP and changes in the pathway of MAPKs (ERK1/2, JNK1/2 and p38MAPK). The two doses used in this study are equivalent to the contamination levels in smokers, consumers of large quantities of products such as smoked meat, grilled meats and fish, or even in individuals with high occupational exposure. As a result, there was an increased locomotor activity in both males and females treated with BaP. In the object recognition test, males showed a deficit in short-term memory. This parameter was not tested in the group of females. The DNA damage index, evaluated by the nucleus fragment migration (DNA grade 1-4) was significantly increased in animals treated with BaP, due to the nigher presence of grade 3-4 of DNA tail lengh. In immunocontent GFAP, animals treated with BaP showed a trend of increased astrogliosis hippocampal, which can probably be confirmed if we increase the time of administration. The secretion of S100B showed changed both in serum and cerebrospinal fluid, which can act in neuron-astrocyte signaling in physiological or pathological conditions, and in various neurodegenerative diseases. It was also observed changes in the MAPK pathway, whereas treatment with BaP decreased the phosphorylation of ERK2 hippocampal, without altering the others tested. BaP was able to induce DNA damage, alteration of locomotor activity, impair memory, and changes neurochemical parameters of the animals, even at a concentration found as a contaminant of food and water, pointing to the need for legislation more efficient for this compound, since it can cause serious health problems.

O benzo[a]pireno é um contaminante da classe dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) oriundo do processo pirolítico a partir da combustão incompleta da matéria orgânica. Possui potencial carcinogênico, mutagênico e baixa degradação no meio ambiente, gerando preocupações ambientais. O presente estudo visa desenvolver uma metodologia de biorremediação eficiente para o contaminante benzo[a]pireno em solo inerte, previamente contaminado com uma concentração conhecida. Para a biorremediação foi avaliado o potencial da utilização de um consórcio microbiano com a bactéria Pseudomonas aeruginosa, e os fungos Candida albicans, Aspergillus flavus e Fusarium sp. Para comprovação da redução do contaminante foi realizada uma quantificação inicial e final das amostras via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). As análises foram realizadas a partir da correlação das áreas dos picos de padrões com as áreas obtidas das amostras extraídas. O tempo de incubação dos microrganismos foi de cinquenta dias, com monitoramento do crescimento microbiano a cada sete dias. As amostras foram divididas em três grupos, caracterizando a triplicata de todas as análises. Para cada grupo foi monitorado o crescimento dos microrganismos na presença e na ausência do contaminante. Para cada via foi pesado 55 g de solo, adicionado a solução contendo 6,2 mg L-1 do contaminante benzo[a]pireno (menos a via do branco) e adicionado 800μL do consórcio microbiano. As amostras ficaram em estufa na temperatura de 35°C durante o período de incubação. A quantificação inicial anterior ao processo de incubação dos microrganismos, foi obtida uma média de 3,74 mg kg-1, representando a adsorção do contaminante no solo. Para o monitoramento microbiano, foram observadas pelas curvas do crescimento dos microrganismos representativas diferenças, nas amostras do branco, que não continham B[a]P obtiveram um leve crescimento, tempo de vida curto, em torno de sete a quatorze dias, e um decrescimento brusco e repentino, enquanto as amostras com o contaminante B[a]P mostraram um número maior de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de amostra, tempo de vida maior e um decrescimento normal. Esta diferença no comportamento dos microrganismos indicou a utilização o carbono orgânico do contaminante como fonte de energia, demonstrando a possibilidade da efetivação do processo de biorremediação. Após esta etapa, realizou-se a quantificação final do solo, foi obtida uma média de 1,29 mg kg-1. Avaliando ambas concentrações, antes e após o processo, constatou-se uma degradação do contaminante em 65,51%±0,95. Com estes resultados, comprovou-se a eficiência da metodologia proposta neste trabalho para a biorremediação do benzo[a]pireno. / Benzo[a]pyrene is a contaminant class of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) arising from the pyrolytic process of incomplete combustion of organic matter. Are carcinogenic potential , mutagenic and low degradation in the environment, causing environmental concerns. This study aims to develop a methodology for efficient bioremediation of contaminant benzo[a]pyrene in soil inert previously contaminated with a known concentration. For bioremediation potential was evaluated using a microbial consortium with Pseudomonas aeruginosa bacteria and Candida albicans , Aspergillus flavus and Fusarium sp fungi. To prove the reduction of contaminant was performed to quantify the initial and final samples via gas chromatography- mass spectrometry (GC - MS). The analyzes were performed from the correlation of peak areas of standards with the areas obtained from extracted samples. The incubation of microorganisms was fifty days with monitoring of microbial growth every seven days. The samples were divided into three groups, featuring all of triplicate analyzes. For each group was monitored growth of micro-organisms in the presence and absence of the contaminant. For each route was weighed 55 g of soil added to a solution containing 6,2 mg L-1 of the contaminant benzo[a] pyrene ( the path of least white) and added to 800μL of a microbial consortium, which consists of a mixture of each species. The samples were left in an oven at 35°C. The quantification process prior to initial incubation of microorganisms was obtained an average of 3,74 mg kg-1, representing the adsorption of contaminants in the soil. For monitoring microbial curve was observed for the growth of microorganisms that the samples of the blank, containing no B[a]P had a slight growth short lifetime , about seven to fourteen days and decrease rate, while samples with contaminant B[a]P showed greater formation of Colony Forming Units (CFU) per gram of sample, lifetime , and a greater decrease normally. This difference in behavior indicated microorganisms using organic carbon as a dopant source of power, demonstrating the possibility of the realization of the bioremediation process . After this step, the measurement was carried out final soil was obtained an average of 1.29 mg kg-1. Evaluating concentrations both before and after the process , it was found a degradation of contaminant in 65.51 ± 0.95 % . With these results proved the efficiency of the methodology proposed in this work for the bioremediation of benzo[a]pyrene.

O benzo[a]pireno é um contaminante da classe dos HPAs (Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos) oriundo do processo pirolítico a partir da combustão incompleta da matéria orgânica. Possui potencial carcinogênico, mutagênico e baixa degradação no meio ambiente, gerando preocupações ambientais. O presente estudo visa desenvolver uma metodologia de biorremediação eficiente para o contaminante benzo[a]pireno em solo inerte, previamente contaminado com uma concentração conhecida. Para a biorremediação foi avaliado o potencial da utilização de um consórcio microbiano com a bactéria Pseudomonas aeruginosa, e os fungos Candida albicans, Aspergillus flavus e Fusarium sp. Para comprovação da redução do contaminante foi realizada uma quantificação inicial e final das amostras via cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (GC-MS). As análises foram realizadas a partir da correlação das áreas dos picos de padrões com as áreas obtidas das amostras extraídas. O tempo de incubação dos microrganismos foi de cinquenta dias, com monitoramento do crescimento microbiano a cada sete dias. As amostras foram divididas em três grupos, caracterizando a triplicata de todas as análises. Para cada grupo foi monitorado o crescimento dos microrganismos na presença e na ausência do contaminante. Para cada via foi pesado 55 g de solo, adicionado a solução contendo 6,2 mg L-1 do contaminante benzo[a]pireno (menos a via do branco) e adicionado 800μL do consórcio microbiano. As amostras ficaram em estufa na temperatura de 35°C durante o período de incubação. A quantificação inicial anterior ao processo de incubação dos microrganismos, foi obtida uma média de 3,74 mg kg-1, representando a adsorção do contaminante no solo. Para o monitoramento microbiano, foram observadas pelas curvas do crescimento dos microrganismos representativas diferenças, nas amostras do branco, que não continham B[a]P obtiveram um leve crescimento, tempo de vida curto, em torno de sete a quatorze dias, e um decrescimento brusco e repentino, enquanto as amostras com o contaminante B[a]P mostraram um número maior de Unidades Formadoras de Colônias (UFC) por grama de amostra, tempo de vida maior e um decrescimento normal. Esta diferença no comportamento dos microrganismos indicou a utilização o carbono orgânico do contaminante como fonte de energia, demonstrando a possibilidade da efetivação do processo de biorremediação. Após esta etapa, realizou-se a quantificação final do solo, foi obtida uma média de 1,29 mg kg-1. Avaliando ambas concentrações, antes e após o processo, constatou-se uma degradação do contaminante em 65,51%±0,95. Com estes resultados, comprovou-se a eficiência da metodologia proposta neste trabalho para a biorremediação do benzo[a]pireno. / Benzo[a]pyrene is a contaminant class of PAHs (Polycyclic Aromatic Hydrocarbons) arising from the pyrolytic process of incomplete combustion of organic matter. Are carcinogenic potential , mutagenic and low degradation in the environment, causing environmental concerns. This study aims to develop a methodology for efficient bioremediation of contaminant benzo[a]pyrene in soil inert previously contaminated with a known concentration. For bioremediation potential was evaluated using a microbial consortium with Pseudomonas aeruginosa bacteria and Candida albicans , Aspergillus flavus and Fusarium sp fungi. To prove the reduction of contaminant was performed to quantify the initial and final samples via gas chromatography- mass spectrometry (GC - MS). The analyzes were performed from the correlation of peak areas of standards with the areas obtained from extracted samples. The incubation of microorganisms was fifty days with monitoring of microbial growth every seven days. The samples were divided into three groups, featuring all of triplicate analyzes. For each group was monitored growth of micro-organisms in the presence and absence of the contaminant. For each route was weighed 55 g of soil added to a solution containing 6,2 mg L-1 of the contaminant benzo[a] pyrene ( the path of least white) and added to 800μL of a microbial consortium, which consists of a mixture of each species. The samples were left in an oven at 35°C. The quantification process prior to initial incubation of microorganisms was obtained an average of 3,74 mg kg-1, representing the adsorption of contaminants in the soil. For monitoring microbial curve was observed for the growth of microorganisms that the samples of the blank, containing no B[a]P had a slight growth short lifetime , about seven to fourteen days and decrease rate, while samples with contaminant B[a]P showed greater formation of Colony Forming Units (CFU) per gram of sample, lifetime , and a greater decrease normally. This difference in behavior indicated microorganisms using organic carbon as a dopant source of power, demonstrating the possibility of the realization of the bioremediation process . After this step, the measurement was carried out final soil was obtained an average of 1.29 mg kg-1. Evaluating concentrations both before and after the process , it was found a degradation of contaminant in 65.51 ± 0.95 % . With these results proved the efficiency of the methodology proposed in this work for the bioremediation of benzo[a]pyrene.

In this work a new simplified procedure for isolation and determination of PAH in smoked meat products was developed. This procedure is using ASE as selective extraction technique. Its principle is addition of silicagel activated during 18 hours at 140 °C directly to the extraction cell in ratio 10 g to 1 g of homogenized sample. In the next step the sample is extracted by n-hexane at 100 °C and 10 MPa for three 10 minutes static extraction cycles. The flush volume is 60 % and the purge time 120 sec. During the extraction silicagel adsorb koextracted lipids and thus the obtained extract is suitable for immediate HPLC-FLD analysis. On the contrary, the classical extraction procedures with nonpolar solvent require difficult purification of extract for removal of unwanted lipids. Mostly applied techniques here are GPC and SPE. The new procedure was validated for determination of B[a]P as well as for determination of 4 PAH (B[a]A, CHR, B[b]F, B[a]P) in smoked sausages. It meets all requirements to be set by Regulation (EC) No 333/2007, respective by new Regulation (EC) No 836/2011. After the method validation, the content of 4 PAH was investigated in twelve samples of various smoked sausages manufactured in Slovakia. Two analyzed products showed high PAH levels exceeding maximum legislation limits set for B[a]P as well as for sum of 4 PAH by Regulation (EC) No 835/2011.

<p> To investigate the stereochemical requirements for bishomoaromaticity it was necessary to develop a synthetic scheme that would give suitable precursors in which the stereochemistry could be unambiguously assigned. Arguments are presented in this theses to suggest that, if bishomoaromaticity is to be detected when the two methylene bridges are trans with respect to each other, the 1,4-bishomotropylium system is more favourably oriented for cyclic delocalization than the 1,3-bishomotropylium system. </p> <p> By reacting benzotropone ethylene ketal with phenyl mercuric trichloromethane, followed by removal of the chlorines and protecting group, it is possible to synthesize the trans-4,5-benzo-2,3:6,7-bishomotropone. The cis-4,5-benzo-2,3:6,7-bishomotroponewas synthesized by the action of dimethyloxosulfonium methylide on benzotropone. The stereochemistry in the cis and trans isomers was unambiguously established by examining the nmr spectra of the derived alcohols. </p> <p> To determine the effect of the benzene ring in these homoaromatic systems it was necessary to synthesize 4,5-benzo-2,3-homotropone. By reacting benzotropone with dimethyloxosulfonium methylide it was possible to obtain a high yield of 4,5-benzo-2,3-homotropone. </p> <p> The low temperature nmr spectra of protonated 4,5-benzo-2,3-homotropone and derived alcohol clearly showed that the benzene ring did not decrease the homoaromatic nature of these systems. The hydroxy substituent, however, had a marked effect on the homoaromatic nature. </p> <p> The low temperature nmr spectra of the protonated cis and trans-4,5-benzo-2,3:6,7-bishomotropones showed that the trans hydroxy cation could be best interpreted as a cyclopropyl carbinyl delocalized system and the cis hydroxy cation as a bishomoaromatic species. </p> <P> The low temperature nmr spectra of the trans-4,5-benzo-2,3:6,7bishomotropylium cation also supported the cyclopropyl carbinyl delocalization in this system. In contrast to the hydroxy-substituted system, however, the unsubstituted system was not equilibrating between the two possible equivalent boat conformations. This was attributed to the hydroxy substituent effect on the transition state of the boat-boat equilibrium. </p> <p> In conclusion, arguments are presented that would suggest that the trans-1,3-bishomotropylium cation is not a bishomoaromatic cation as previously reported, but that is can be best represented as a cyclopropylcarbinyl delocalized system. </p> / Thesis / Doctor of Philosophy (PhD)