Memoria para optar al título de Químico / La materia orgánica disuelta (MOD) presente en suelos, aguas superficiales, y enmiendas orgánicas (EO) puede modificar los procesos de adsorción de contaminantes como metales pesados, pesticidas y Bifenilos Policlorados (PCBs), por la formación de complejos solubles en agua que pueden movilizarse a través del perfil de suelo. Dentro de los contaminantes orgánicos de mayor interés están los PCBs por su alta toxicidad, persistencia y bioacumulación, que constituyen una familia de 209 congéneres, los cuales pueden difundir a través del medioambiente. El objetivo de este estudio fue evaluar la movilidad de PCBs a través del perfil de suelo por efecto de la MOD de distintas fuentes; así como la movilidad de estos contaminantes por efecto de la incorporación de EO a un suelo contaminado. Para las experiencias se utilizó suelo de la Región Metropolitana del sector de La Farfana (LF), Santiago, Chile (UTM 19H 0331733, 6293931), el cual fue fortificado con una mezcla de 8 congéneres de PCB (8, 20, 28, 52, 101, 118, 138 y 180), por otro lado se prepararon mezclas de suelos con adición de PCB y EO (Humex) a distintos niveles de carbono orgánico (CO) ( 0 – 5,6 - 12 y 25 % CO). Se desarrolló una metodología de extracción con solvente y sonicación para estimar la concentración pseudototal de PCB en los suelos fortificados. Para evaluar la movilidad de PCB en columnas de suelo se utilizó MOD proveniente de Suelo LF, Biosólido, Humex y Ac. Húmico comercial. Para los experimentos de movilidad se utilizaron columnas de vidrio para empacar los suelos, las cuales fueron conectadas a los cartridge de C-18 para realizar la extracción en fase sólida (SPE) de forma continua, los eluidos recolectados fueron llevados a sequedad y reconstituidos con nhexano con adición de estándar interno para su cuantificación mediante GC-μECD. A partir de los resultados de la caracterización de los suelos se determinó que posee una textura Franco Arenosa, con un alto contenido de Cu y Mn, pH en agua de 8,09 y una capacidad de intercambio catiónico de 34 cmolkg-1. Los resultados de la optimización de la metodología desarrollada para la determinación del contenido seudototal de los PCB en suelo, dieron cuenta que el tiempo de sonicación es un factor que interviene en los porcentajes de extracción de los analitos, donde se determinó que existe una relación indirecta entre el PCB analizado y el porcentaje de recuperación obtenido, determinándose que para los PCB 28 y 180 el tiempo al cual se obtuvo un mayor porcentaje de recuperación fue de 15 min, para el PCB 52 de 60 min y para el PCB 101 de 20 min. Los porcentajes no siguieron una tendencia clara, lo que puede estar relacionado al efecto matriz observado en el suelo sin fortificar. Con respecto a la caracterización de la materia orgánica disuelta utilizada para este estudio se determinó a través de los espectros de IR-TF, así como la determinación de SUVA que la distribución de los grupos funcionales presentes en la MOD, así como su polaridad, depende del origen de ésta, determinándose una similitud entre los espectros de IR-TF LF -Acido húmico comercial, y MOD de Humex –Biosólido. A partir de los experimentos de movilidad de PCB a través del perfil de suelos se determinó que no hay diferencias significativas en cuanto al origen de la MOD, por lo que la movilidad podría estar influenciada, principalmente por la MOD de Suelo LF Finalmente los resultados de la lixiviación de los congéneres de PCB a través del suelo con adición de EO fueron directamente proporcional a la cantidad de enmienda incorporada al suelo, siendo aquellos con menor grado de cloración más eluidos. A través de la determinación del contenido de CO fue posible establecer que los PCBs son movilizados por la MOD proveniente del suelo, y que las EO aportan MOD que incrementa la movilidad de estos contaminantes orgánicos a través del perfil de suelo / Dissolved organic matter (DOM) present in soil, water, and organic amendments (OA) can modify the adsorption of pollutants such as heavy metals, pesticides and polychlorinated biphenyls (PCBs), by forming water-soluble complexes that can move through the soil profile. Among the organic pollutants of greatest interest are PCBs, due to their high toxicity, persistence and bioaccumulation, which constitute a family of 209 congeners, which can spread through the environment. The aim of this study was to assess the mobility of PCBs through the soil profile by the effect of MOD from different sources; as well as mobility of these contaminants due to the addition of OA to contaminated soil. The study was conducted with soil obtained from the sector "The Farfana" (LF), Santiago, Chile (UTM 19H 0,331,733, 6,293,931), which was fortified with a mixture of 8 congeners of PCBs (8, 20, 28, 52, 101, 118, 138 and 180) on the other hand mixtures were prepared by adding to the soil fortified with PCB, different amounts of AO to obtain 4 levels of organic carbon (OC): 0; 5.6; 12 and 25%. A methodology of extraction with solvent and sonication was developed to estimate the pseudototal concentration of PCB in soil fortified. MOD from LF, Biosolid, Humex and commercial humic acid was used to assess the mobility of PCBs in soil columns. The experiments of mobility were carried out in glass columns packed with the different mixtures, the columns were connected to the cartridge of C-18 to perform solid phase extraction (SPE) continuously, and the collected eluates were taken to dryness and reconstituted with n-hexane with added internal standard for quantification of PCBs by GC-μECD. The results indicate that the soil has a sandy loam texture, with a high content of Cu and Mn, 8.09 pH in water and cation exchange capacity of 34 cmolkg-1. The results of the optimization of the methodology for the determination of pseudototal content of PCBs in soil, indicate that the sonication time is a factor involved significantly in the percentage of recovery of the analytes from the matrix, finding there an indirect relationship between the PCB analyzed and the recovery rate obtained, so for PCBs 28 and 180 the time required for a higher percentage recovery was 15 min, for the PCB 52 was 60 min, and for the PCB 101 was 20 min. The percentages did not follow a clear trend, which may be related to the matrix effect observed in the soil unfortified. With respect to the characterization of the DOM used for this study it was determined by IR spectroscopy (FTIR) and molecular spectroscopy (SUVA) that the distribution of the functional groups present on the MOD and its polarity depends on the origin of this. Spectroscopic analysis indicates a similarity in the FTIR spectra of the DOM, depending on their origin, being similar LF with commercial humic acid, and Humex with biosolids. Based on mobility experiments of PCBs through the soil profile it was determined that there are no significant differences according to the origin of the MOD, so that mobility can be influenced mainly by the MOD that exists naturally in the soil LF. Finally the results from the leaching of PCB congeners through soil with EO addition indicate that the amount leached was directly proportional to the amount of OA incorporated into the soil, being more eluted the PCBs with lower degree of chlorination. The determination of OC allowed to establish that the PCBs are mobilized by the MOD from soil, and the OA increase the mobility of these organic contaminants through the soil profile

Memoria para optar al título de Químico / La aplicación de biosólidos a suelos con el fin de disposición, complementar o sustituir a los fertilizantes sintéticos, puede incorporar a éstos, especies inorgánicas y orgánicas capaces de causar un posible efecto adverso en el medio ambiente. El riesgo ambiental de los compuestos orgánicos contenidos en los biosólidos, tales como hidrocarburos aromáticos policíclicos (PAHs), bifenilos policlorados (PCBs), dioxinas y furanos (PCDD/F), compuestos orgánicos volátiles (VOCs) y surfactantes, depende de factores tales como su concentración, persistencia, labilidad, biotoxicidad y habilidad para ser incorporados en la cadena trófica. Dentro de dichos compuestos, son de gran interés los PCBs, cuyo uso está prohibido en nuestro país y se encuentran dentro de la lista de los doce compuestos más peligrosos para los seres vivos. El objetivo de este trabajo fue evaluar la movilidad de los contaminantes orgánicos del tipo PCBs, en suelos enmendados con biosólidos mediante el proceso de incubación y el uso de columnas de lixiviación. Se utilizaron suelos provenientes de la Región Metropolitana, y un biosólido de una de sus plantas de tratamientos de aguas servidas, el cual previo a su uso como enmienda, fue enriquecido con 300 mg·kg-1de PCBs totales (Aroclor 1242, Aroclor 1254, Aroclor 1260 cada uno en 100 mg·kg-1), para cuantificar de mejor manera la eventual movilidad. Las muestras de suelos se enmendaron con el biosólido en una relación de 30 Mg·ha-1. El proceso de incubación se llevó a cabo durante periodos de 0, 30 y 60 días, en condiciones de temperatura constante y capacidad de campo. Para el estudio de lixiviación en columnas, se utilizaron las muestras de suelo con mayor y menor cantidad de materia orgánica. Estas columnas de lixiviación fueron fabricadas en acrílico, de 12 cm. de alto por 2 cm D.I. seccionada en 6 partes iguales de 2 cm. cada una. En la parte superior se dispuso lodo enriquecido con 300 mg·kg-1 de estos compuestos. En cada una de siguientes cuatro secciones se colocaron 12 g de suelo y la inferior fue llenada con arena de cuarzo. Se utilizaron dos sistemas para realizar la lixiviación: CaCl2 0,5 M y una solución del sulfonato de alquilbeceno lineal (LAS) 25 mg·L-1, considerando que los biosólidos contienen altas concentraciones de estos detergentes. Para la extracción de los analitos se utilizó la técnica de extracción con solventes presurizados (PSE) en continuo y asistido con ultrasonido, a una presión de trabajo de 1900 ± 100 psi, a flujo constante de 2 mL·min-1, y a temperatura de 50 ± 5 ºC. El extracto obtenido fue secado en una columna de vidrio con 10 cm de Na2SO4. El volumen de extracto después del secado fue reducido a 1 mL en un concentrador Kuderna-Danish, luego se realizó un “clean up”, en una columna de vidrio que contenía 3 g de sílica gel y 2 cm de Na2SO4, eluyendo los analitos finalmente con 80 mL de n-hexano, para su posterior concentración a 1 mL bajo flujo de nitrógeno. Se usó como estándar interno una mezcla de fenantreno-criseno deuterados y los compuestos fueron determinados a través de cromatografía de gases acoplada a un detector de masa, para esto, se utilizó un equipo GC-MS MAT-95XP con una columna HP-5 de 30 m x 0,32 mm D.I. x 0,25 μm de fase interna. Para el análisis de los cromatogramas se utilizó el software XCALIBUR. Los resultados mostraron la presencia de PCBs en biosólidos previo al enriquecimiento, en concentraciones máximas de 300 μg·kg-1. La liberación de PCBs correlacionó con el tiempo de incubación, mostrando una mayor disponibilidad de estos al ir aumentando el tiempo de incubación. El estudio de lixiviación en columnas, mostró que el CaCl2 no fue capaz de movilizar los PCBs desde el biosólido al suelo, en la escala de tiempo implícita en el experimento (30 días), en cambio el surfactante LAS movilizó estos compuestos, obteniéndose concentraciones de 1,57 mg·kg-1 y 0,55 mg·kg-1 para la segunda sección y de 0,83 mg·kg-1 y 0,35 mg·kg-1 en la tercera sección de la columna para los suelos LP (La Paloma) y EM (El Maitén) respectivamente, y concentraciones de 0,20 mg·kg-1 y 0,10 mg·kg-1 en la cuarta y quinta sección de la columna con el suelo LP. Los congéneres que fueron detectadas en las secciones más profundas de la columna LP (cuarta y quinta sección) correspondieron a los congéneres de mayor peso molecular (HCBp y HeCBp). Los resultados demuestran que la presencia de LAS encontrado en el biosólido estudiado en concentraciones de mg·L-1, podrían movilizar PCBs al suelo. / The application of biosolids to soils with the purpose of complementing or replace synthetic fertilizers or simply as a biosolid disposal, can incorporate to these substrates inorganic and organic species capable of causing a possible adverse effect on the environment. The environment risk of the organic compounds contained in the biosolids as polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs), polychlorinated biphenyls (PCBs), polychlorinated dibenzodioxin and dibenzofurans (PCDD/Fs), volatile organic compounds (VOCs) and surfactants, depends on the factors such as their concentration, persistence, lability, biotoxicity and ability to be incorporated in the food chain. Within these components, PCBs are of increasing interest, their use is banned in our country (Chile) and they are found in the list of the twelve most dangerous families of compounds to the human being. The aim of this research was to evaluate the PCBs mobility in soils amended with biosolids by means of the process of incubation and the use of leaching columns. Soils from the Metropolitan Region and one biosolid from a wastewater treatment plant in this region have been used. Before the use of the biosolid as amend, it was spiked with 300 mg·kg-1of PCBs (Aroclor 1242, Aroclor 1254, Aroclor 1260 each with the amount of 100 mg·kg-1) in order to quantify clearly the eventual mobility of these compounds. Soil samples were amended with the biosolid in a rate of 30 Mg·ha-1. The incubation process was carried out during a period of 0, 30 and 60 days at constant temperature and field capacity. For leaching columns study, soil samples with different amounts of organic matter were used. These leaching columns were made of acrylic in 2 cm ID and 12 cm length sectioned in 6 equal parts of 2 cm each. Spiked biosolid was located in the upper part of the columns. In each of the following four sections, 12 g of soil was added and the bottom part was filled up with quartz. Two aqueous solutions were used to perform the leaching test: 0,5 M CaCl2 and 25 mg·L-1 linear alkylbenzene sulfonate (LAS), taking into account that the biosolids contain high concentration of these surfactants. Pressurized solvent extraction (PSE) was used for extraction of PCBs from the samples. This technique was assisted by ultrasound. Extractions were carried out by using a pressure of 1900 ± 100 psi, with a constant flow of 2 mL·min-1 and with temperature of 50 ± 5 ºC. The obtained extract was dried in a glass column with 10 cm of Na2SO4. The volume of the extract after being dried was reduced to 1 mL in a Kuderna-Danish concentrator. The “clean-up” was performed in a glass column which contained 3 g of silica gel and 2 cm of Na2SO4. Finally the analytes were eluted with 80 mL of n-hexane and concentrated to 1 mL under nitrogen flow. A mix of phenanthrene-chrysene was used as internal standard and the compounds were determinated by gas chromatography coupled to a mass detector. For this the equipment GC-MS MAT-95XP was used with a column HP-5 of 30 m x 0.32 mm D.I. x 0.25 μm as an internal phase. For the analysis of the chromatograms the software XCALIBUR was used. The results show the existence of native PCBs in the biosolids with concentrations of 300 μg·kg-1 maximum. The release of the PCBs correlated with the incubation time, showing an increase with this variable. The leaching columns study showed that the CaCl2 was not able to mobilize the PCBs from the biosolid to the soil column, instead the surfactant solution (LAS) mobilized these compounds, obtaining concentrations of 1.57 mg·kg-1 and 0.55 mg·kg-1 in the second section and values of 0.83 mg·kg-1 and 0.33 mg·kg-1, in the third column section for the soils LP (La Paloma) and EM (El Maitén) respectively and concentrations of 0.20 and 0.10 in the fourth and fifth sections section of LP soils. The concentration that was detected in the lowest sections of the column (fourth and fifth sections) corresponded to the congeners of higher molecular weight (HCBp and HeCBp). The results demonstrate that the presence of the LAS found in the biosolid studied in concentrations of mg·kg-1 could mobilize PCBs to the soil. / FONDECYT

Doctor en Química / Autor no autoriza el acceso a texto completo de su documento en el Repositorio Académico, hasta diciembre de 2015 / Los bifenilos policlorados (PCBs) son compuestos orgánicos sintéticos considerados altamente peligrosos, cuyo uso fue prohibido durante la década de 1970. Debido a su presencia en diversas matrices medioambientales y a la capacidad que tienen de bioacumularse, se hace necesaria su determinación rápida y confiable. Con este propósito, se han desarrollado diversas técnicas basadas en la extracción sólido-líquido, con el inconveniente empleo de grandes cantidades de solventes. Con el propósito de disminuir el alto uso de solventes y aumentar la eficiencia de las actuales técnicas de extracción de PCBs, se propone el uso de una metodología de micro-extracción en fase sólida, en la forma de disco rotatorio (RDSE) recubierto con distintas fases de extracción/preconcentración como PDMS (Polidimetilsiloxano), PMVQ (Fenil vinil metill polisiloxano), C18 y MWCNT (Nanotubos de carbono de multi pared) para el tratamiento de muestras acuosas y posterior cuantificación a través de cromatografía gaseosa acoplada a detector de captura electrónica (GC-ECD), además del uso de detector de masas para confirmación de las señales cromatográficas. Se optimizaron las variables que afectan el proceso de extracción de los analitos desde muestras acuosas, como tiempo de agitación, cantidad de metanol y cloruro de sodio, además del volumen de muestra. Se aplicó el diseño experimental “compuesto central entrado en las caras” para el estudio de la cantidad de metanol y cloruro de sodio, a través de la superficie de respuesta múltiple o deseabilidad de Derringer se obtuvieron valores óptimos de 20% de metanol y 0% de NaCl. Respecto volumen de muestra, se encontró mayor eficiencia con 10 mL., siempre utilizando una velocidad de rotación constante de 1250 rpm., y 45 minutos de desorción con metanol. Con las condiciones anteriores, se estudió el tiempo de extracción, obteniéndose 200 min. para PDMS, 120 min. para C18, 80 min. para MWCNT y 100 min. para PVMQ. Una vez obtenidas las condiciones optimizadas, se obtuvieron porcentajes de recuperación de PCBs desde un 52,8% hasta un 112,2% dependiendo de la fase usada para la extracción y del tipo de PCBs estudiado. Teniendo optimizada la etapa de extracción, posteriormente se utilizó RDSE con PDMS en una de sus caras, para determinar la biodisponibilidad de PCBs desde muestras de suelo, en este caso el suelo fue lixiviado con CaCl2 0,01 M. durante un período de 2000 minutos a 150 rpm en un agitador recíproco en una relación de 1:2 (suelo : solución extractante), para posteriormente ser centrífugado por 10 minutos a 2500 rpm separando el suelo del sobrenadante, en este último se introduce el disco de teflón recubierto en una de sus caras con PDMS y se extraen los PCBs mediante las condiciones de trabajo optimizadas en la etapa anterior (10 mL de muestra, 200 min. de agitación, 20% metanol y 0% de cloruro de sodio). Este proceso se validó con la cantidad de PCBs absorbidos por plantas de trigo, a las que se les extrajo los PCBs mediante extracción con ultrasonido y posterior limpieza con ácido sulfúrico concentrado, obteniéndose buenas correlaciones lineales para la mayoría de los analitos de interés, siendo el método propuesto en esta investigación, una propuesta adecuada para la estimación de la de la fracción biodisponible de bifenilos policlorados en muestras de suelo mediante el uso de RDSE con PDMS como fase extractante / Polychlorinated biphenyls (PCBs) are a group of synthetic organic compounds considered highly dangerous, which have been banned at the end of the 1970s. Due to their presence in various environmental matrices and their ability to bioaccumulate, it is necessary to develop rapid and safe analytical methods for their determination. As a result, in liquid samples several techniques have been developed based mainly on solid-phase extraction, to replace the liquid-liquid extraction techniques developed earlier. In order to diminish the high use of solvent and increase efficiency of current extraction techniques of PCBs, the use a solid-phase microextraction is proposed in this work using a rotating-disk sorptive extraction (RDSE) device covered with different low-polarity sorptive phases for extraction and preconcentration of PCBs. The assayed phases were: polydimethylsiloxane (PDMS), phenyl methyl vinyl silicone (PMVQ), octadecyl modified silica (C18) and multi-walled carbon nanotubes (MWCNT). This method was developed for the treatment of aqueous samples, and the different analytes were determined by gas chromatography (GC) with electron capture detector (ECD). In addition a selective mass detector was used for confirmation purposes. The variables affecting the extraction process were optimized such as: stirring time, quantity of methanol and sodium chloride as matrix modifiers, and sample volume. An experimental design, called central composite face-centered (CCF) was applied, to study the quantity of methanol and sodium chloride. Using Derringer's multi-response surface method, the optimal values were of 20% of methanol and 0% of NaCl. With respect to sample volumes, it was found that for 10 mL the extraction was more efficient always using a constant rotational velocity of the disk of 1250 rpm and 45 min of analyte desorption with methanol. Under these conditions, the extraction time profile for the analytes were obtained, with equilibrium times of 200 min for PDMS, 120 min for C18, 80 min for MWCNT and 100 min for PMVQ. Once this condition was achieved, recoveries of the PCBs were obtained from 52.8% to 112.2% depending on the extraction phase used and PCB's type studied. RDSE with a phase of PDMS was used to determine the bioavailability of PCBs in soil samples. In this case, the soil was leached with 0.01 M CaCl2 during 2000 min to 150 rpm in a reciprocal shaker with a 1:2 ratio (soil: extraction solution) and later it was centrifuged for 10 min to 2500 rpm. After centrifugation, a rotating Teflon disk coated with a PDMS film on one of its surfaces was included and finally PCBs are extracted through the previously selected conditions. (10 ml of sample, 200 min of stirring, 20% methanol and 0% sodium chloride). A good linear correlation between the results obtained through this method with those obtained by determining the amount of PCBs absorbed by wheat plants. Consequently the proposed biomimetic method is a good proposal to determine the bioavailable fraction of PCBs in soil samples using the RDSE with PDMS as extraction phase / Conicyt Fondecyt

Los PCB son elementos contaminantes orgánicos persistentes que han sido desarrollados y producidos por el hombre desde los años 30 del siglo pasado hasta 1983 prohibió su producción. El año de 2002 la Convención de Estocolmo identificó a los PCB como uno elementos contaminantes que requieren atención especial de los países y se comprometieron a su eliminación en un plazo que termina el 2025 para sacar del servicio a equipos con este componente y hasta el 2028 para su eliminación total de los residuos contaminados con PCB. En el Perú este convenio fue ratificado en agosto del 2005, elaborándose el Plan de Implementación Nacional del Convenio de Estocolmo, que Plan de Acción de PCB. Este trabajo por lo tanto parte de la hipótesis: “El país no está preparado controlar, identificar, tratar y eliminar los PCB”, para demostrar esto se parte de un diagnóstico en aspectos normativos y legislativos, capacidades analíticas y tecnológicas y mecanismos comunicación que han comprobado la hipótesis. Ante esta situación es deducible que se presente riesgos como: • Liberación involuntaria de PCB al no tener la obligación de identificarlos y aplicar medidas de disposición final adecuados. • Alto riesgo de contaminación de los trabajadores que están en contacto con equipos y materiales con PCB. • Alto riesgo a que los fluidos de transformadores con alta concentración de PCB sean diluidos voluntariamente o involuntariamente. • Alto riesgo de la población a ser contaminados con PCB pruciéndose daño a la salud en el caso de producirse accidentes ambientales como derrames o incendios de equipos. La estrategia que permitiría cumplir con los objetivos de eliminar los PCB y reducir los riesgos mencionados a través de lo siguiente: • Contar con un Reglamento de PCB que regule la gestión adecuada de PCB en todos los sectores productivos del país. • Contar con un inventario de PCB con la posibilidad de extender los alcances a sitios e instalaciones contaminadas que nos permitan elaborar mapas de zonas y lugares posiblemente contaminados o “hot points”. • Programar y diseñar campañas que recogiendo las experiencias de otros países permitan una adecuada sensibilización de la población y procurar una adecuada capacitación y respuesta para casos de emergencias. • Diseñar y poner en marcha adecuadas medidas preventivas de protección de la salud pública en relación de toxicidad de PCB. • Proyectar programas de salud con la finalidad de analizar los impactos que podría tener la salud de las personas en lugares sensibles y posiblemente contaminados con PCB. • Incrementar la capacidad analítica del país para gestionar los PCB con las consecuencias ventajas de reducir los periodos de tiempo de análisis y costo para las empresas poseedoras de PCB. • Promover la creación de empresas que realicen el tratamiento de PCB a nivel nacional incrementando las posibilidades de realizar una gestión de dichas sustancias de manera ambientalmente racional dentro del sector productivo del país. Finalmente, se puede concluir que si bien es cierto no se han tenido avances en la identificación y eliminación de PCB en el país, también se puede asegurar que tomando las medidas propuestas será posible reducir sustancialmente el riesgo de la población y el medio ambiente y cumplir con las metas del Convenio de Estocolmo. / Tesis

Made available in DSpace on 2014-09-09T12:30:34Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 42.pdf: 3452315 bytes, checksum: 11e5cefc2fc25add737d9aba3372ae72 (MD5) Previous issue date: 2011 / Peixes e frutos do mar podem representar risco para a saúde humana, pois podem acumular contaminantes do ambiente aquático e ampliá-los para a cadeia alimentar. O objetivo deste estudo foi analisar e avaliar os níveis de elementos inorgânicos (alumínio, zinco, ferro, manganês, cobre, cobalto, arsênio, selênio, cádmio, bário, chumbo e bismuto) de bifenilas policloradas (PCBs) marcadores em 11 espécies de peixes (Salmo Salar, Sardinella brasiliensis, Pomatomus saltatrix, Micropogonias furnieri, Cynoscion leiarchus, Caranx crysos, Priacanthus arenatus, Mugil cephalus, Genypterus brasiliensis, Lopholatilus villarii e Pseudopercis numida) capturados na costa do Estado Rio de Janeiro, Brasil. As faixas das concentrações dos poluentes selecionados foram comparadas com as relatadas em outros estudos. Em alguns casos, a comparação de certos elementos na mesma espécie de peixe foi difícil devido à falta de dados. A concentração de alumínio foi significativamente elevada em todas as amostras. Todas as espécies apresentaram concentrações de arsênio superior ao limite máximo tolerável de 1 mg kg-1 exceto Cynoscion leiarchus, Caranx crysos, Mugil cephalus. Nenhuma espécie estudada apresentou valores de Cd e PB acima dos Limites Máximos recomendados pela legislação Brasileira. A análise de risco foi realizada através do cálculo da ingestão diária estimada (EDI) dos elementos traço analisados através do consumo das espécies de peixes marinhos estudadas e a determinação do quociente de risco (HQ). O As foi o único elemento que apresentou valores maiores que 1 para o HQ indicando risco a saúde humana. O percentual de gordura apresentou uma grande variação, semelhante a outros estudos descritos na literatura. As concentrações de PCBs também apresentaram uma grande variação mesmo entre indivíduos da mesma espécie... / Fish and seafood may represent risk for human health since they can accumulate contaminants from aquatic environment and magnify them up the food chain. The purpose of this study was to analyze and evaluate the levels of inorganic elements (aluminum, zinc, iron, manganese, cobalt, copper, arsenics, selenium, cadmium, barium, lead and bismuth) and marker polychlorinated biphenyls (PCBs) in 11 fish species (Salmo Salar, Sardinella brasiliensis, Pomatomus saltatrix, Micropogonias furnieri, Cynoscion leiarchus, Caranx crysos, Priacanthus arenatus, Mugil cephalus, Genypterus brasiliensis, Lopholatilus villarii and Pseudopercis numida) captured at Rio de Janeiro State Coast, Brazil. Concentration ranges of the selected pollutants were compared with those reported in other studies. In some cases, comparison of certain elements in the same fish species was difficult due to the lack of data. Aluminum concentration was significantly high in all samples and only Mugil cephalus, Cynoscion leiarchus and Caranx crysos presented arsenic concentrations below 1 mg•kg-1, limit recommended by Brazilian legislation. No species presented Cd and Pb values above maximum limits recommended by Brazilian legislation. The risk analysis was performed by calculating the estimated daily intake (EDI) from analysis of trace elements through the consumption of marine fish species studied and determination of the risk quotient (HQ). As was the only element with values greater than 1 for HQ, indicating risk to human health. Fat percentage varied widely which is in accordance to other studies described in the literature. PBCs concentrations also showed wide variation even among individuals of the same species. Cynoscion leiarchus presented the highest PCBs concentrations, which may be related to the natural habitat of this species. Contrary to expectations, fishes with the highest fat percentage did not presented higher PCBs concentrations. The concentrations of the sum of the six marker PCBs in different species ranged from 3.3 ng•g-1 lipid to 4040.5 ng•g-1 lipid.

Produtos recalcitrantes como os bifenilos policlorados (PCBs) e hidrocarbonetos têm chamado a atenção de pesquisadores em diversas partes do mundo devido a sua persistência e efeitos nocivos ao meio ambiente e ao homem. O conhecimento da biodiversidade genotípica e fenotípica dos microrganismos degradadores de compostos xenobióticos é de grande importância para a compreensão dos aspectos ecológicos envolvidos na biodegradação microbiana; incluindo a dispersão geográfica das bactérias biodegradadoras que, pode também ser considerada e utilizada como modelo para a compreensão de padrões de distribuição geográfica de microrganismos autóctones do ambiente. Devido a presença destes compostos na Baía de Santos é de grande interesse o presente estudo da diversidade microbiana de isolados neste ambiente. Este trabalho visou investigar a ocorrência e diversidade de bactérias capazes de degradar PCBs e hidrocarbonetos nas amostras coletadas no estuário de Santos. Para o estudo destas amostras foram utilizadas técnicas tradicionais de cultivo e análise química de degradação de hidrocarbonetos e PCBs. Técnicas de biologia molecular também foram aplicadas para estudar os diferentes perfis genotípicos obtidos por BOX-PCR. Além disso, foi verificada a presença de genes catabólicos nestes microrganismos e também foi realizada a identificação dos mesmos através da técnica de seqüenciamento do gene 16SrRNA. Como resultado deste estudo, foram obtidos 61 isolados que foram submetidos à técnica de rep-PCR, empregando o iniciador BOX-A1R obtendo-se 30 amplificações com 28 padrões de bandas distintos. Esses isolados, foram então, testados para 6 genes catabólicos distintos, obtendo-se resultado positivo para os genes todC1 (tolueno), ndoB (naftaleno), xylE (xileno) e bphA (bifenilo). No entanto não foram observado genótipos distintos para as áreas afetadas. Nos testes de degradação foram obtidos 12 isolados degradadores de PCBs e 44 isolados degradadores de hidrocarbonetos. Nas análises de seqüenciamento do gene 16SrRNA, foram obtidos 11 gêneros distintos de bactérias, sendo que a maioria dos isolados se encontravam dentro do grupo filogenético de Proteobactéria na subdivisão Gama Proteobactéria. A partir dos resultados de degradação, da pesquisa dos genes catabólicos e dos parâmetros físico-químicos, foi possível observar que a área estudada apresenta um forte potencial para biorremediação com microrganismos autóctones degradadores de hidrocarbonetos e PCBs. / Recalcitrant compounds such as polychlorinated biphenyls (PCBs) and hydrocarbons have attracted researcher’s attention all over the world, because of their persistence and side effects to the environment and to the humanity. The knowledge of genotypic an phenotypic biodiversity of xenobiotic compound degrading-microorganisms is extremely important for the comprehension of ecological aspects involved in microbial biodegradation; including the biodegrading-bacteria geographic dispersion that may also consider and provide a model for the comprehension of the patterns of geographic distribution of autochthonous microorganisms in the environment. Because of the presence of these compounds in Santos Estuary, it is very important the present study of microbial diversity in this environment. The purpose of this work is to investigate the occurrence and the bacterial diversity that are able to degrade PCBs and hydrocarbons in samples of the Santos Estuary. For that, samples were collected and analyzed using traditional techniques of culturing and chemical analyses of PCBs and hydrocarbons biodegradation. Molecular Biology techniques were also used to determine the presence of catabolic genes, to study the different genotypic patterns of BOX-PCR and to identify the microorganisms. As a result, 61 isolates were obtained, and then they were amplified with the BOX-PCR primer resulting in 30 amplicons with 28 different band patterns. These isolates were then tested for 6 distinct catabolic genes with positive results for the todC1 (toluene), ndoB (naphthalene), xylE (xylene) and bphA (biphenyl) genes. In the degradation tests, 12 PCBs degrading-isolates and 44 hydrocarbons degrading-isolates were obtained. As a result of the identification, was obtained 11 different genera of bacteria. Besides, most of the microorganisms belonged to the Gamma Proteobacteria subdivision. As a conclusion of these results and from the chemical and physical parameters studied in this work, was possible to notice that the studied area presents a noticeable potential for bioremediation with hydrocarbons and PCBs autochthonous degrading-microorganisms.

Produtos recalcitrantes como os bifenilos policlorados (PCBs) e hidrocarbonetos têm chamado a atenção de pesquisadores em diversas partes do mundo devido a sua persistência e efeitos nocivos ao meio ambiente e ao homem. O conhecimento da biodiversidade genotípica e fenotípica dos microrganismos degradadores de compostos xenobióticos é de grande importância para a compreensão dos aspectos ecológicos envolvidos na biodegradação microbiana; incluindo a dispersão geográfica das bactérias biodegradadoras que, pode também ser considerada e utilizada como modelo para a compreensão de padrões de distribuição geográfica de microrganismos autóctones do ambiente. Devido a presença destes compostos na Baía de Santos é de grande interesse o presente estudo da diversidade microbiana de isolados neste ambiente. Este trabalho visou investigar a ocorrência e diversidade de bactérias capazes de degradar PCBs e hidrocarbonetos nas amostras coletadas no estuário de Santos. Para o estudo destas amostras foram utilizadas técnicas tradicionais de cultivo e análise química de degradação de hidrocarbonetos e PCBs. Técnicas de biologia molecular também foram aplicadas para estudar os diferentes perfis genotípicos obtidos por BOX-PCR. Além disso, foi verificada a presença de genes catabólicos nestes microrganismos e também foi realizada a identificação dos mesmos através da técnica de seqüenciamento do gene 16SrRNA. Como resultado deste estudo, foram obtidos 61 isolados que foram submetidos à técnica de rep-PCR, empregando o iniciador BOX-A1R obtendo-se 30 amplificações com 28 padrões de bandas distintos. Esses isolados, foram então, testados para 6 genes catabólicos distintos, obtendo-se resultado positivo para os genes todC1 (tolueno), ndoB (naftaleno), xylE (xileno) e bphA (bifenilo). No entanto não foram observado genótipos distintos para as áreas afetadas. Nos testes de degradação foram obtidos 12 isolados degradadores de PCBs e 44 isolados degradadores de hidrocarbonetos. Nas análises de seqüenciamento do gene 16SrRNA, foram obtidos 11 gêneros distintos de bactérias, sendo que a maioria dos isolados se encontravam dentro do grupo filogenético de Proteobactéria na subdivisão Gama Proteobactéria. A partir dos resultados de degradação, da pesquisa dos genes catabólicos e dos parâmetros físico-químicos, foi possível observar que a área estudada apresenta um forte potencial para biorremediação com microrganismos autóctones degradadores de hidrocarbonetos e PCBs. / Recalcitrant compounds such as polychlorinated biphenyls (PCBs) and hydrocarbons have attracted researcher’s attention all over the world, because of their persistence and side effects to the environment and to the humanity. The knowledge of genotypic an phenotypic biodiversity of xenobiotic compound degrading-microorganisms is extremely important for the comprehension of ecological aspects involved in microbial biodegradation; including the biodegrading-bacteria geographic dispersion that may also consider and provide a model for the comprehension of the patterns of geographic distribution of autochthonous microorganisms in the environment. Because of the presence of these compounds in Santos Estuary, it is very important the present study of microbial diversity in this environment. The purpose of this work is to investigate the occurrence and the bacterial diversity that are able to degrade PCBs and hydrocarbons in samples of the Santos Estuary. For that, samples were collected and analyzed using traditional techniques of culturing and chemical analyses of PCBs and hydrocarbons biodegradation. Molecular Biology techniques were also used to determine the presence of catabolic genes, to study the different genotypic patterns of BOX-PCR and to identify the microorganisms. As a result, 61 isolates were obtained, and then they were amplified with the BOX-PCR primer resulting in 30 amplicons with 28 different band patterns. These isolates were then tested for 6 distinct catabolic genes with positive results for the todC1 (toluene), ndoB (naphthalene), xylE (xylene) and bphA (biphenyl) genes. In the degradation tests, 12 PCBs degrading-isolates and 44 hydrocarbons degrading-isolates were obtained. As a result of the identification, was obtained 11 different genera of bacteria. Besides, most of the microorganisms belonged to the Gamma Proteobacteria subdivision. As a conclusion of these results and from the chemical and physical parameters studied in this work, was possible to notice that the studied area presents a noticeable potential for bioremediation with hydrocarbons and PCBs autochthonous degrading-microorganisms.

Los PCB son elementos contaminantes orgánicos persistentes que han sido desarrollados y producidos por el hombre desde los años 30 del siglo pasado hasta 1983 prohibió su producción. El año de 2002 la Convención de Estocolmo identificó a los PCB como uno elementos contaminantes que requieren atención especial de los países y se comprometieron a su eliminación en un plazo que termina el 2025 para sacar del servicio a equipos con este componente y hasta el 2028 para su eliminación total de los residuos contaminados con PCB. En el Perú este convenio fue ratificado en agosto del 2005, elaborándose el Plan de Implementación Nacional del Convenio de Estocolmo, que Plan de Acción de PCB. Este trabajo por lo tanto parte de la hipótesis: “El país no está preparado controlar, identificar, tratar y eliminar los PCB”, para demostrar esto se parte de un diagnóstico en aspectos normativos y legislativos, capacidades analíticas y tecnológicas y mecanismos comunicación que han comprobado la hipótesis. Ante esta situación es deducible que se presente riesgos como: • Liberación involuntaria de PCB al no tener la obligación de identificarlos y aplicar medidas de disposición final adecuados. • Alto riesgo de contaminación de los trabajadores que están en contacto con equipos y materiales con PCB. • Alto riesgo a que los fluidos de transformadores con alta concentración de PCB sean diluidos voluntariamente o involuntariamente. • Alto riesgo de la población a ser contaminados con PCB pruciéndose daño a la salud en el caso de producirse accidentes ambientales como derrames o incendios de equipos. La estrategia que permitiría cumplir con los objetivos de eliminar los PCB y reducir los riesgos mencionados a través de lo siguiente: • Contar con un Reglamento de PCB que regule la gestión adecuada de PCB en todos los sectores productivos del país. • Contar con un inventario de PCB con la posibilidad de extender los alcances a sitios e instalaciones contaminadas que nos permitan elaborar mapas de zonas y lugares posiblemente contaminados o “hot points”. • Programar y diseñar campañas que recogiendo las experiencias de otros países permitan una adecuada sensibilización de la población y procurar una adecuada capacitación y respuesta para casos de emergencias. • Diseñar y poner en marcha adecuadas medidas preventivas de protección de la salud pública en relación de toxicidad de PCB. • Proyectar programas de salud con la finalidad de analizar los impactos que podría tener la salud de las personas en lugares sensibles y posiblemente contaminados con PCB. • Incrementar la capacidad analítica del país para gestionar los PCB con las consecuencias ventajas de reducir los periodos de tiempo de análisis y costo para las empresas poseedoras de PCB. • Promover la creación de empresas que realicen el tratamiento de PCB a nivel nacional incrementando las posibilidades de realizar una gestión de dichas sustancias de manera ambientalmente racional dentro del sector productivo del país. Finalmente, se puede concluir que si bien es cierto no se han tenido avances en la identificación y eliminación de PCB en el país, también se puede asegurar que tomando las medidas propuestas será posible reducir sustancialmente el riesgo de la población y el medio ambiente y cumplir con las metas del Convenio de Estocolmo.

Os albatrozes e petréis (Procellariiformes) são aves oceânicas e migratórias de grande interesse conservacionista. Neste trabalho foram estudadas duas classes de poluentes bastante conhecidos por afetarem negativamente as aves marinhas: os poluentes orgânicos persistentes e os plásticos. Bifenilos policlorados (PCBs) e pesticidas organoclorados foram detectados no tecido adiposo, fígado e músculo de oito espécies de Procellariiformes. Apesar da grande variabilidade intraespecífica nas concentrações, os perfis de PCBs e pesticidas organoclorados foram semelhantes entre os indíviduos, com predôminância de PCBs penta, hexa e heptaclorados e do p´p-DDE. A condição corporal se mostrou um fator importante na variação e redistribuição dos organoclorados nos tecidos das aves. As análises de isótopos estáveis de carbono e nitrogênio no fígado e músculo das aves mostraram que a dieta não foi suficiente para explicar as concentrações de organoclorados nas espécies estudadas e reforçaram a influência de fatores como idade, distribuição e especifidade da dieta na contaminação por estes compostos em aves marinhas. PCBs e pesticidas organoclorados foram detectados em pellets e fragmentos plásticos encontrados no trato digestório das aves estudadas, com perfis semelhantes aos encontrados nos tecidos dos Procellariiformes. A ocorrência de poluentes orgânicos em plásticos evidencia a capacidade destes de adsorver e transportar estes compostos e reforça o potencial dos plásticos como uma fonte adicional de contaminação para os animais que os ingerem, como as aves marinhas. / Albatrosses and petrels (Procellariiformes) are migratory oceanic birds of considerable conservational interest. The aim of the present study was to evaluate two classes of pollutants that negatively affect seabirds: persistent organic pollutants and plastics. Polychlorinated biphenyls (PCBs) and organochlorine pesticides (OCPs) were detected in the adipose tissue, liver and muscle of eight species of Procellariiformes. Although organochlorine concentrations exhibited a high degree of intra-species variability, the profiles of PCBs and OCPs were similar among the individuals, with predominance of penta, hexa and heptachlorobiphenyls and p´p-DDE. Body condition was an important factor in the variation and redistribution of organochlorine compounds in the tissues of the birds. Stable isotope analysis of carbon and nitrogen in the liver and muscle revealed that diet alone was insufficient to explain the organochlorine concentrations in the species studied, suggesting the influence of factors such as age, distribution and diet specificity regarding organochlorine contamination in seabirds. PCBs and OCPs were detected in plastic fragments and pellets found in the digestive tract of Procellariiformes, with profiles very similar to those found in the tissues of the birds. The occurrence of organic pollutants in plastics demonstrates their ability to adsorb and transport these compounds and underscores the potential of plastics as an additional source of contamination in organisms that ingest these products, such as seabirds.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The polychlorinated biphenyls (PCBs) production and trading are prohibited in whole world, due its high toxicity. These aromatic compounds were industrially used since the 30 s decade. Significant physics characters, as a high temperature and electric current tolerance, are responsible for the PCBs large employment and worldwide production. Mainly due for the old electric equipments inappropriate discard, a large part of this production came in to the environment, contaminating the soil and water. They are non-biodegradable compounds that becoming accumulated in the environment and in the food chain. They toxic human effects was evidenced from realized studies, and the contaminated food ingestion is the mainly route of exposure to PCBs. The cereals are an essential part of our nutrition, due this human survives historical significance. The corn receives a large notability among the cereals, being the most consumed grain in the world. Due to this, and to the PCBs persistent and malignant effects to human, the objective of this work was to determinate the PCBs levels in corn and cornflour from different regions of Rio Grande do Sul State, collected on 2009 and 2010 years, checking the connect of these levels with the collected region, year of harvest, lipid content and the flour type. The PCBs residues were determinate by gas chromatography coupled with mass spectrometer (GC-MS), using electron impact ionization and a negative chemical ionization, before ultrasonic extraction of the compounds. The mean values detected were 0.01 ng g-1 to the PCB 10, 0.04 ng g-1 to the PCB 28, 0.10 ng g-1 to the PCB 52, 0.14 ng g-1 to the PCB 153, 0,40 ng g-1 to the PCB 138 and 0,38 ng g-1 to the PCB 180. The most frequent was the PCB 138, which was detected in 63,47% of the samples, followed by the PCBs 180 (58.27%), 52 (41.72%), 153 (41.05%), 28 (20.52%) and 10 (7.28%). The samples from the northeast and metropolitan regions showed the higher concentrations. Besides it, there was a decrease in the contamination on the year of 2010 when compared with 2009. Another significant factor was the high contamination detected in the cornflours in relation to the grain, with significantly differences for the PCBs 52, 138, 153 and 180. Concerning about the flour analyses, the fact of the PCBs have a great fat attractive force was confirmed, with all the PCBs congeners showed significant difference in the correlation with their lipid levels. / Devido a alta toxicidade, a produção e comercialização dos bifenilos policlorados (PCBs) estão proibidas em todo mundo. Esses compostos aromáticos foram utilizados industrialmente desde a década de 30. Propriedades físicas interessantes, tais como a resistência a altas temperaturas e correntes elétricas, são responsáveis pela grande utilização e produção mundial dos PCBs. Sendo que desta produção grande parcela entrou para o meio ambiente, principalmente devido ao descarte inadequado de equipamentos eletro-eletrônicos antigos, contaminando a água e o solo. São compostos não biodegradáveis, que se acumulam no meio ambiente, influenciando todos os organismos da cadeia alimentar. A partir de estudos realizados, constatou-se o seu efeito nocivo no homem, sendo a ingestão através de alimentos contaminados a principal via de exposição. Sabe-se, pela sua importância histórica na sobrevivência humana, que os cereais são parte essencial em nossa alimentação. Dentre os cereais, o milho recebe amplo destaque, sendo o grão mais consumido no mundo. Diante disso, aliado com a persistência dos PCBs e seus efeitos maléficos ao homem, o objetivo do presente trabalho foi determinar os níveis de PCBs em milho e farinha de milho de diferentes regiões do estado do Rio Grande do Sul, coletados nos anos de 2009 e 2010, correlacionando os níveis destes compostos a região de coleta, ano de produção, teor de gordura e tipo de farinha. A determinação dos resíduos de PCBs foi realizada por cromatógrafo a gás acoplado a espectrometria de massas (GC-MS), usando modos de ionização por impacto de elétrons e ionização química negativa, após a extração dos compostos através do uso de ultrassom. Foram encontrados valores médios de 0,01 ng g-1 para o PCB 10, 0,04 ng g-1 para o PCB 28, 0,10 ng g-1 para o PCB 52, 0,14 ng g-1 para o PCB 153, 0,40 ng g-1 para o PCB 138 e 0,38 ng g-1 para o PCB 180. O PCB 138 foi o mais freqüente, sendo detectado em 63,57% das amostras, seguido dos PCBs 180 (58,27%), 52 (41,72%), 153 (41,05%), 28 (20,52%) e 10 (7,28%). As amostras provenientes das regiões nordeste e metropolitana foram as que apresentaram as maiores contaminações. Além disso, houve uma diminuição das contaminações no ano de 2010 quando comparado com o ano de 2009. Outro fator relevante foi a maior contaminação encontrada nas farinhas de milho em relação ao grão. Diferença que se mostrou significativa para os PCBs 52, 138, 153 e 180. No que diz respeito às análises das farinhas houve uma diferença significativa para todos os congêneres na correlação com os percentuais de gordura.